ドリームコンプレックス

二量体化パートナー、RB 様、E2F および多陰門クラス B (DREAM) 複合体は、細胞周期依存性遺伝子発現の調節を担うタンパク質複合体です。 ^{[1] [2]}この複合体は進化的に保存されていますが、その構成要素の一部は種によって異なります。ヒトでは、複合体の主要タンパク質は、RB (p105)の相同遺伝子であり、抑制性 E2F 転写因子E2F4およびE2F5に結合するRBL1 (p107) とRBL2 (p130) 、 E2F の二量体化パートナーであるDP1、DP2および DP3、およびLIN9 /37/52/54 とRBBP4の複合体である MuvB です。^[1]

MuvB複合体をコードする遺伝子は、もともと線虫の機能喪失変異研究から同定された。これらの遺伝子が変異すると、複数の外陰部のような器官を持つ線虫が生まれることから、「Muv」という名前が付けられた。Muv遺伝子は3つのクラスに分類され、クラスB遺伝子は哺乳類のRB、E2F、DP1の相同遺伝子をコードし、LIN-54、LIN-37、LIN-7、LIN-52など、その機能がまだ解明されていない遺伝子をコードする。^{[3] [4]}

キイロショウジョウバエの卵胞細胞の研究により、繰り返し増幅する絨毛膜遺伝子に結合するタンパク質複合体が特定されました。この複合体には、Mip130、Mip120、Mip40など、MuvB遺伝子と高い相同性を持つ遺伝子が含まれていました。これらのMip遺伝子は、それぞれMuvB遺伝子LIN9、LIN54、LIN37の相同遺伝子として特定されました。 ^[5]ハエの胚核抽出物でのさらなる研究により、これらのタンパク質がRB相同遺伝子Rbf1やRbf2、E2fやDpなどの他のタンパク質と共存していることが確認されました。そのため、このタンパク質複合体は、ショウジョウバエRBF、E2f2、Mip（dREAM）複合体と名付けられました。 dREAM複合体の構成要素のRNAiノックダウンによるdREAM複合体の破壊は、通常サイレンシングされているE2f制御遺伝子の発現増加につながり、遺伝子ダウンレギュレーションにおけるdREAMの役割を示唆した。 ^[6]その後、ショウジョウバエでは、減数分裂停止に関与するtMAC（精巣特異的減数分裂停止複合体）として知られるMyb-MuvB/DREAM複合体の精巣特異的パラログも発見された。^[7]

その後、dREAMに類似したタンパク質複合体が、 DP、RB、MuvBを含むC.エレガンス抽出物中に同定され、DRMと命名されました。この複合体には、RBとDPの哺乳類ホモログ、およびMuvB複合体の他のメンバーが含まれていました。^[8]

哺乳類の DREAM 複合体は、質量分析による p130 の免疫沈降の後に特定されました。結果は、p130 が E2F4、E2F5、二量体化パートナー DP、および MuvB 複合体を構成する LIN9、LIN54、LIN37、LIN52、RBBP4 と関連していることを示しました。MuvB 因子の免疫沈降により、BMYB との関連も明らかになりました。その後の BMYB による免疫沈降により、すべての MuvB コアタンパク質が得られましたが、DREAM 複合体の他のメンバー (p130、p107、E2F4/5、DP) は得られませんでした。これは、MuvB が BMYB と関連して BMYB-MuvB 複合体を形成するか、p130/p107、E2F4/5、DP と関連して DREAM 複合体を形成することを示しています。 DREAM複合体は静止細胞や飢餓細胞に多く見られ、BMYB-MuvB複合体は活発に分裂している細胞に見られ、これら2つの複合体が別々の機能を持つことを示唆している。^[9]

MuvB様複合体は、最近アラビドプシスでも発見されており、これにはE2FとMYBのオルソログとLIN9とLIN54のオルソログが組み合わされている。^{[10] [11]}

DREAM 複合体の主な機能は、静止期(G _{0 ) に}G1/SおよびG2/M遺伝子の発現を抑制することです。細胞周期に入ると、複合体から p130 が解離し、続いて活性化 E2F タンパク質がリクルートされます。これにより、E2F によって制御される G1 後期および S 期遺伝子の発現が可能になります。G ₀中に DREAM 複合体によって抑制されるBMYB ( MYBL2 )もこの時点で発現可能になり、S 期に MuvB に結合して、 CDK1やCCNB1などの重要なG ₂ / M期遺伝子の発現を促進します。次に、 G _2でFOXM1がリクルートされ、遺伝子発現をさらに促進します (例: AURKA )。S 後期に BMYB はCUL1 ( SCF 複合体) を介して分解され、 FOXM1 は有糸分裂中にAPC/Cによって分解されます。^{[1] [12]}細胞周期の終わり近くに、DREAM複合体はDYRK1Aによって再構成され、G1/S遺伝子とG2/M遺伝子を抑制します。

静止期には、DREAM 複合体は G1/S および G2/M 遺伝子発現を抑制する。哺乳類のシステムでは、クロマチン免疫沈降 (ChIP)研究により、DREAM 構成要素はG1/S期またはG2/M期にピークを迎える遺伝子のプロモーターに共存していることが明らかになった。^[9]一方、DREAM 複合体の阻害は、通常 G0 期に抑制される E2F 制御遺伝子の発現増加をもたらした。^{[9] [13]哺乳類細胞とは対照的に、ハエの dREAM 複合体は全プロモーターのほぼ 3 分の 1 に存在し、これは神経前駆細胞の}プログラム細胞死など、遺伝子制御における dREAM のより広範な役割を反映している可能性がある。^{[14] [15]}

DREAM 複合体のプロモーターへのドッキングは、LIN-54 が細胞周期遺伝子相同領域 (CHR) と呼ばれる領域に結合することによって実現されます。これらは、S 期後期または G2/M 期に発現する遺伝子のプロモーターによく見られる特定のヌクレオチド配列です。ドッキングは、E2F タンパク質が細胞周期依存要素部位 (CDE) と呼ばれる配列に結合することによっても実現できます。一部の細胞周期依存遺伝子は、CHR と CDE の両方が互いに近接していることがわかっています。p130-E2F4 は MuvB 複合体と安定した結合を形成できるため、CHR が CDE に近接していることは、DREAM 複合体の標的遺伝子への結合親和性が、両方の結合部位との結合によって協調的に向上することを示唆しています。^[16]

DREAM がプロモーター上にドッキングすると、p130 は LIN52 に結合し、この結合により LIN52 がクロマチン修飾タンパク質に結合することが阻害される。^{[17] [18]}そのため、RB-E2F とは異なり、DREAM 複合体はクロマチン修飾タンパク質を直接リクルートして遺伝子発現を抑制する可能性は低いが、いくつかの結合が示唆されている。^{[19] [20] DREAM 複合体は、代わりに}ヌクレオソームの配置に影響を与えることで遺伝子発現をダウンレギュレーションする可能性がある。転写開始部位の圧縮された DNA は、 RNA ポリメラーゼのドッキングをブロックすることで遺伝子発現を阻害する。^[21]たとえば、線虫では、MuvB 複合体タンパク質 LIN35 の喪失により、抑制性ヒストンの結合が失われ、細胞周期依存性遺伝子の高発現がもたらされる。しかし、抑制性ヒストンと DREAM 複合体の関連を直接示す証拠はまだ解明されていない。^[22]

DREAM複合体は、その対照であるRB-E2Fと同様に、同様の成長刺激とそれに続くサイクリン-CDK活性の影響を受ける。サイクリンD-CDK4とサイクリンE-CDK2の活性が増加すると、p130のリン酸化によってDREAM複合体がプロモーターから解離する。^[18]過剰リン酸化p130はその後分解され^{[23] [24]}、E2F4は核から輸出される。^[25]抑制性E2Fが空になると、活性化E2Fがプロモーターに結合して、DNA合成と細胞周期の移行を促進するG1/S遺伝子を上方制御する。^[26] BMYBもこの時期に上方制御され、G2/M期でピークを迎える遺伝子に結合します。^{[9] [27] [28]} BMYBが細胞周期後期の遺伝子に結合するには、BMYBとMuvBコアが結合してBMYB-MuvB複合体を形成し、G2/M期の遺伝子をアップレギュレーションする必要がある。^[12]

有糸分裂の終わり近くに、p130とp107はホスファターゼPP2aによって過リン酸化状態から脱リン酸化される。^{[29] [30]} PP2a活性の阻害は、その後のG1期におけるDREAM複合体のいくつかのタンパク質のプロモーター結合を減少させ、遺伝子発現の抑制を解除する。^[31]

DREAM 複合体の組み立てには、他の成分もリン酸化されることが示されています。これらのうち、LIN52 の S28 残基のリン酸化は最もよく理解されています。このセリンをアラニンに置換すると、MuvB コアの p130 への結合が減少し、細胞が静止状態に入る能力が低下しました。これは、LIN52 S28 リン酸化が、p130 との結合を介して DREAM 複合体の適切な会合と機能に必要であることを示しています。S28 残基のリン酸化の既知の調節因子の 1 つはDYRK1Aです。このキナーゼの損失は、S28 残基のリン酸化と p130 と MuvB の会合の減少につながります。^[13] DYRK1A は、サイクリン D1 を分解することも判明しており、これは p21 レベルを増加させます。これらは両方とも細胞周期の終了に寄与します。^[32]

DREAM複合体はGAS2L3を介して細胞質分裂を制御することも示されている。^[33]

DREAM複合体は細胞周期を調節する役割を果たしているため、これを標的とすることでイマチニブなどの抗癌治療の効果を高めることができる可能性がある。^{[34] [35]}

• ポケットタンパク質ファミリー

• Rashid, NN; Yusof , R; Watson, RJ (2014 年 11 月)。「B-myb-DREAM 複合体は、HPV 形質転換細胞株の G2/M 遺伝子の制御には重要ではない」。抗癌研究。34 (11): 6557– 63。PMID  25368258。