Nábor Polycombů při deaktivaci chromozomů X - Polycomb recruitment in X chromosome inactivation - Wikipedia

Inaktivace chromozomu X (XCI) je jev, který byl vybrán během evoluce k vyvážení dávky X-vázaného genu mezi XX ženami a XY muži.[1]
XCI se obvykle dělí na dvě fáze, fázi ustavení, kdy je umlčení genů reverzibilní, a udržovací fázi, kdy se umlčování genů stává nevratným.[2] Během fáze zřizování X Inaktivace chromozomu (XCI), Xist RNA, hlavní regulátor tohoto procesu, se šíří v cis podél budoucí neaktivní X (Xi) a rekrutuje represivní komplexy remodelační komplexy.[3] Mezi nimi Xist získává proteiny z Polycombové represivní komplexy.[4][5] Zda Xist přímo rekrutuje represivní komplex Polycomb 2 (PRC2) na chromatin[6] nebo tento nábor je důsledkem Xistem zprostředkovaných změn na chromatinu, které byly předmětem intenzivní debaty.[7] Některé studie ukázaly, že komponenty PRC2 nejsou asociovány s Xist RNA nebo neinteragují funkčně.[8][9][10][11] Jiná studie však ukázala pomocí hmotnostní spektrometrie analýza,[12] že dvě podjednotky PRC2 mohou interagovat s Xist, i když se tyto proteiny nacházejí také v jiných komplexech a nejsou jedinečnými složkami komplexu PRC2.
Biochemické studie to také ukázaly in vitro PRC2 váže A-repetice (RepA) Xist RNA přímo a s velmi vysokou afinitou (disociační konstanty 10-100 nanomolů),[13][14] podpora náboru PRC2 zprostředkovaného Xistem na chromozom X. Není však jasné, zda k těmto interakcím dochází in vivo za fyziologických podmínek. Nepodařilo se objevit proteiny PRC2 obrazovky funkcí může to být způsobeno tím, že buňky nejsou schopné přežít nebo soutěžit bez PRC2 nebo neúplných obrazovek. Dva mikroskopie se super rozlišením analýzy prezentovaly různé pohledy navzájem. Jeden ukázal, že Xist a PRC2 jsou prostorově odděleny,[15] zatímco jiný ukázal, že Xist a PRC2 jsou úzce propojeny.[16] Je možné, že několik mechanismů najímá PRC2 paralelně, včetně přímého náboru zprostředkovaného Xist, proteinů adaptéru, změn chromatinu, vyloučení RNA pol II nebo náboru PRC1.[17][18] Například nábor PRC2 je spojen s ubikvitinací H2A119 zprostředkovanou PRC1 v diferenciaci embryonálních kmenových buněk (ESC).[19][20][21] kde nábor PRC1 zprostředkovávají hnrnpK a Xist repB.[20][21] V plně diferencovaných buňkách se zdá, že nábor PRC2 závisí na Xist RepA.[21] Je možné, že alternativní a doplňkové cesty, jako je fázová separace [22][23] pracovat na zavedení náboru PRC2 na X v různých experimentálních systémech a během různých fází vývoje.
Reference
- ^ Nora EP, Heard E (listopad 2009). "Inaktivace chromozomu X: když se počítá dávka". Buňka. 139 (5): 865–7. doi:10.1016 / j.cell.2009.11.009. PMID 19945374.
- ^ Wutz A, Jaenisch R (duben 2000). "Posun z reverzibilní na nevratnou inaktivaci X je spuštěn během diferenciace buněk ES". Molekulární buňka. 5 (4): 695–705. doi:10.1016 / s1097-2765 (00) 80248-8. PMID 10882105.
- ^ Chow J, Heard E (červen 2009). "X deaktivace a složitost umlčení pohlavního chromozomu". Současný názor na buněčnou biologii. 21 (3): 359–66. doi:10.1016 / j.ceb.2009.04.012. PMID 19477626.
- ^ de Napoles M, Mermoud JE, Wakao R, Tang YA, Endoh M, Appanah R, Nesterova TB, Silva J, Otte AP, Vidal M, Koseki H, Brockdorff N (listopad 2004). "Proteiny skupiny Polycomb Ring1A / B spojují ubikvitylaci histonu H2A s dědičným umlčováním genů a deaktivací X". Vývojová buňka. 7 (5): 663–76. doi:10.1016 / j.devcel.2004.10.005. PMID 15525528.
- ^ Plath K, Fang J, Mlynarczyk-Evans SK, Cao R, Worringer KA, Wang H, de la Cruz CC, Otte AP, Panning B, Zhang Y (duben 2003). "Role methylace histonu H3 lysinu 27 při inaktivaci X". Věda. 300 (5616): 131–5. doi:10.1126 / science.1084274. PMID 12649488.
- ^ Zhao J, Sun BK, Erwin JA, Song JJ, Lee JT (říjen 2008). „Polycombové proteiny cílené krátkou opakující se RNA na myší X chromozom“. Věda. 322 (5902): 750–6. doi:10.1126 / science.1163045. PMC 2748911. PMID 18974356.
- ^ Cerase A, Smeets D, Tang YA, Gdula M, Kraus F, Spivakov M, Moindrot B, Leleu M, Tattermusch A, Demmerle J, Nesterova TB, Green C, Otte AP, Schermelleh L, Brockdorff N (únor 2014). "Prostorová separace Xist RNA a polycombových proteinů odhalená mikroskopií s vysokým rozlišením". Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 111 (6): 2235–40. doi:10.1073 / pnas.1312951111. PMC 3926064. PMID 24469834.
- ^ Chu C, Zhang QC, da Rocha ST, Flynn RA, Bharadwaj M, Calabrese JM, Magnuson T, Heard E, Chang HY (Duben 2015). „Systematický objev proteinů vázajících Xist RNA“. Buňka. 161 (2): 404–16. doi:10.1016 / j.cell.2015.03.025. PMC 4425988. PMID 25843628.
- ^ McHugh CA, Chen CK, Chow A, Surka CF, Tran C, McDonel P, Pandya-Jones A, Blanco M, Burghard C, Moradian A, Sweredoski MJ, Shishkin AA, Su J, Lander ES, Hess S, Plath K, Guttman M (květen 2015). „Xist lncRNA interaguje přímo se SHARPem a umlčuje transkripci prostřednictvím HDAC3“. Příroda. 521 (7551): 232–6. doi:10.1038 / příroda14443. PMC 4516396. PMID 25915022.
- ^ Moindrot B, Cerase A, Coker H, Masui O, Grijzenhout A, Pintacuda G, Schermelleh L, Nesterova TB, Brockdorff N (červenec 2015). „Souhrnná obrazovka shRNA identifikuje Rbm15, Spen a Wtap jako faktory vyžadované pro umlčení zprostředkované Xist RNA“. Zprávy buněk. 12 (4): 562–72. doi:10.1016 / j.celrep.2015.06.053. PMC 4534822. PMID 26190105.
- ^ Monfort A, Di Minin G, Postlmayr A, Freimann R, Arieti F, Thore S, Wutz A (červenec 2015). „Identifikace Spen jako zásadního faktoru pro funkci Xist prostřednictvím dopředného genetického screeningu v haploidních embryonálních kmenových buňkách“. Zprávy buněk. 12 (4): 554–61. doi:10.1016 / j.celrep.2015.06.067. PMC 4530576. PMID 26190100.
- ^ Minajigi A, Froberg J, Wei C, Sunwoo H, Kesner B, Colognori D, Lessing D, Payer B, Boukhali M, Haas W, Lee JT (červenec 2015). "Chromozomy. Komplexní Xistův internomom odhaluje kohezinový odpor a konformaci chromozomu zaměřenou na RNA". Věda. 349 (6245). doi:10.1126 / science.aab2276. PMC 4845908. PMID 26089354.
- ^ Cifuentes-Rojas C, Hernandez AJ, Sarma K, Lee JT (červenec 2014). "Regulační interakce mezi RNA a polykombovým represivním komplexem 2". Molekulární buňka. 55 (2): 171–85. doi:10.1016 / j.molcel.2014.05.009. PMC 4107928. PMID 24882207.
- ^ Davidovich C, Wang X, Cifuentes-Rojas C, Goodrich KJ, Gooding AR, Lee JT, Cech TR (únor 2015). „Směrem ke konsensu o vazebné specificitě a promiskuitě PRC2 pro RNA“. Molekulární buňka. 57 (3): 552–8. doi:10.1016 / j.molcel.2014.12.017. PMC 4320675. PMID 25601759.
- ^ Cerase A, Pintacuda G, Tattermusch A, Avner P (srpen 2015). „Xist lokalizace a funkce: nové poznatky z více úrovní“. Genome Biology. 16: 166. doi:10.1186 / s13059-015-0733-r. PMC 4539689. PMID 26282267.
- ^ Sunwoo H, Wu JY, Lee JT (srpen 2015). „Komplex Xist RNA-PRC2 při rozlišení 20 nm odhaluje nízkou Xistovu stechiometrii a navrhuje mechanismus„ hit-and-run “v myších buňkách“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 112 (31): E4216-25. doi:10.1073 / pnas.1503690112. PMC 4534268. PMID 26195790.
- ^ Pintacuda G, Cerase A (říjen 2015). „Lekce deaktivace X z diferenciace myších embryonálních kmenových buněk“. Recenze kmenových buněk. 11 (5): 699–705. doi:10.1007 / s12015-015-9597-5. PMC 4561061. PMID 26198263.
- ^ Pinter SF (srpen 2016). „Příběh dvou měst: Jak Xist a jeho partneři lokalizují a utišují dvoukompartmentový X“. Semináře z buněčné a vývojové biologie. 56: 19–34. doi:10.1016 / j.semcdb.2016.03.023. PMID 27072488.
- ^ Almeida M, Pintacuda G, Masui O, Koseki Y, Gdula M, Cerase A, Brown D, Mold A, Innocent C, Nakayama M, Schermelleh L, Nesterova TB, Koseki H, Brockdorff N (červen 2017). „PCGF3 / 5-PRC1 iniciuje nábor Polycomb při deaktivaci chromozomu X“. Věda. 356 (6342): 1081–1084. doi:10.1126 / science.aal2512. PMC 6522364. PMID 28596365.
- ^ A b Pintacuda G, Wei G, Roustan C, Kirmizitas BA, Solcan N, Cerase A, Castello A, Mohammed S, Moindrot B, Nesterova TB, Brockdorff N (prosinec 2017). „hnRNPK získává PCGF3 / 5-PRC1 do Xist RNA B-opakování za účelem zavedení polycombem zprostředkovaného tlumení chromozomů“. Molekulární buňka. 68 (5): 955–969.e10. doi:10.1016 / j.molcel.2017.11.013. PMC 5735038. PMID 29220657.
- ^ A b C Pintacuda G, Young AN, Cerase A (2017). „Funkce podle struktury: Bodová světla na Xist Long nekódující RNA“. Frontiers in Molecular Biosciences. 4: 90. doi:10.3389 / fmolb.2017.00090. PMC 5742192. PMID 29302591.
- ^ Tartaglia, Gian Gaetano; Avner, Philip; Cid, Fernando; Armaos, Alexandros; Cerase, Andrea (2018-06-20). „Xist IncRNA vytváří umlčující granule, které indukují tvorbu heterochromatinu a nábor represivních komplexů fázovou separací“. bioRxiv: 351015. doi:10.1101/351015.
- ^ Tartaglia, Gian Gaetano; Guttman, Mitchell; Philip Avner; Neumayer, Christoph; Armaos, Alexandros; Cerase, Andrea (květen 2019). „Fázová separace řídí inaktivaci X-chromozomu: hypotéza“ (PDF). Přírodní strukturní a molekulární biologie. 26 (5): 331–334. doi:10.1038 / s41594-019-0223-0. hdl:11573/1279455. ISSN 1545-9985. PMID 31061525.