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ポリコームグループタンパク質（PcGタンパク質）は、ショウジョウバエで初めて発見されたタンパク質複合体のファミリーであり、クロマチンをリモデリングして遺伝子のエピジェネティックサイレンシングを起こすことができます。ポリコームグループタンパク質は、ショウジョウバエ（Drosophila melanogaster ）の胚発生中にクロマチン構造を調節してHox遺伝子をサイレンシングすることでよく知られています。PcG機能の低下の最初の兆候は、多くの場合、後脚が特徴的な櫛状の剛毛を持つ前脚にホメオティック変形することであるという事実にちなんで名付けられました。[1]
昆虫では
ショウジョウバエでは、トリソラックスグループ(trxG) とポリコームグループ (PcG) のタンパク質が拮抗的に作用し、細胞記憶モジュール(CMM) と呼ばれる染色体要素と相互作用します。トリソラックスグループ (trxG) タンパク質は遺伝子発現の活性状態を維持し、ポリコームグループ (PcG) タンパク質は多くの細胞世代にわたって安定しており、生殖細胞分化プロセスによってのみ克服できる抑制機能によってこの活性化に対抗します。ポリコーム遺伝子複合体または PcG サイレンシングは、少なくとも 3 種類の多タンパク質複合体ポリコーム抑制複合体 1 (PRC1)、PRC2、および PhoRC で構成されます。これらの複合体は連携して抑制効果を発揮します。PcG タンパク質は進化的に保存されており、少なくとも 2 つの別々のタンパク質複合体、PcG 抑制複合体 1 (PRC1) と PcG 抑制複合体 2～4 (PRC2/3/4) に存在します。 PRC2 はヒストン H3 のリジン 27 のトリメチル化 (H3K27me2/3) を触媒し、PRC1 はヒストン H2A のリジン 119 をモノユビキチン化 (H2AK119Ub1) します。
哺乳類では
哺乳類では、ポリコームグループ遺伝子の発現は、ホメオティック遺伝子調節やX染色体不活性化など、発生の多くの側面で重要であり、XCI [2]または胚性幹細胞の自己複製のマスター調節因子であるXist RNAによって不活性Xにリクルートされます。 [3] Bmi1ポリコームリングフィンガータンパク質は、神経幹細胞の自己複製を促進します。[4] [ 5] PRC2遺伝子のマウスヌル変異体は胚性致死ですが、ほとんどのPRC1変異体は周産期に死亡する生来のホメオティック変異体です。対照的に、PcGタンパク質の過剰発現は、いくつかの癌の種類の重症度と侵襲性と相関しています。[6]哺乳類のPRC1コア複合体はショウジョウバエと非常によく似ています。ポリコームBmi1はink4遺伝子座（p16 Ink4a、p19 Arf）を調節することが知られています。[4] [7]
二価クロマチン部位におけるポリコームグループタンパク質の制御はSWI/SNF複合体によって行われ、ATP依存性排除を介してポリコーム複合体の蓄積に対抗する。[8]
植物では
ヒメツリガネゴケでは、PcGタンパク質FIEは未受精卵細胞などの幹細胞で特異的に発現しています。受精後すぐに、FIE遺伝子は若い胚で不活性化されます。[9]ポリコーム遺伝子FIEは、コケ類ヒメツリガネゴケの未受精卵細胞で発現し、受精後に発達中の二倍体胞子体で発現が停止します。
哺乳類とは異なり、PcGは細胞を分化状態に保つために必要であることが示されています。その結果、PcGの喪失は脱分化を引き起こし、胚の発達を促進します。[10]
ポリコーム群タンパク質は、開花遺伝子座C遺伝子をサイレンシングすることで開花の制御にも介入します。[11]この遺伝子は植物の開花を阻害する経路の中心的な部分であり、冬季のこの遺伝子のサイレンシングは植物の春化に介入する主な要因の1つであると考えられています。[12]
参照
- 中国1
- 中国2
- PH1 1.5
- PH2 について
- ヘテロクロマチンタンパク質 1 (Cbx)
- BMI1
- PCGF1、KDM2B
- PCGF2 (ポリコームグループ RING フィンガータンパク質 2) オルトログ Bmi1
- RYBP
- リング1
- SUV39H1 (ヒストンリジンNメチルトランスフェラーゼ)
- L3mbtl2
- EZH2 (Zeste Homolog 2 のエンハンサー)
- 電子
- SUZ12（ゼステ12のサプレッサー）
- Jarid2 (十文字、AT リッチインタラクティブドメイン 2)
- RE1サイレンシング転写因子（REST）
- RNF2
- CBFβ
- 1Y1
- 二価クロマチン
参考文献
- ^ Portoso M、Cavalli G (2008)。「ポリコームを介した遺伝子発現とゲノムプログラミングの制御における RNAi と非コード RNA の役割」。Morris KV (編) 。RNA と遺伝子発現の調節: 複雑性の隠れた層。Caister Academic Press。pp. 29– 44。ISBN 978-1-904455-25-7。
- ^ Ku M、Koche RP、Rheinbay E、Mendenhall EM、Endoh M、Mikkelsen TS、Presser A、Nusbaum C、Xie X、Chi AS、Adli M、Kasif S、Ptaszek LM、Cowan CA、Lander ES、Koseki H、Bernstein BE (2008 年 10 月)。「PRC1 および PRC2 占有率のゲノムワイド解析により、2 つのクラスの二価ドメインが特定されました」。PLOS Genetics。4 ( 10 ) : e1000242。doi : 10.1371 / journal.pgen.1000242。PMC 2567431。PMID 18974828。
- ^ Heurtier, V., Owens, N., Gonzalez, I. et al. マウス胚性幹細胞における Nanog 誘導自己複製の分子ロジック。Nat Commun 10, 1109 (2019). https://doi.org/10.1038/s41467-019-09041-z
- ^ ab Molofsky AV、 He S、 Bydon M、 Morrison SJ、 Pardal R (2005 年 6 月)。「Bmi-1 は p16Ink4a および p19Arf の老化経路を抑制することで神経幹細胞の自己複製と神経発達を促進するが、マウスの成長と生存は促進しない」。遺伝子と発達 。19 ( 12 ): 1432– 7。doi :10.1101/gad.1299505。PMC 1151659。PMID 15964994。
- ^ Park IK、 Morrison SJ 、 Clarke MF (2004年1月)。「Bmi1、 幹細胞、老化制御」。The Journal of Clinical Investigation。113 (2): 175–9。doi :10.1172/JCI20800。PMC 311443。PMID 14722607。
- ^ Sauvageau M、Sauvageau G (2008年4月)。 「ポリコームグループ遺伝子：幹細胞の活動のバランスを保つ」。PLOS Biology。6 ( 4 ) : e113。doi : 10.1371 / journal.pbio.0060113。PMC 2689701。PMID 18447587。
- ^ Popov N, Gil J (2010). 「INK4b-ARF-INK4a遺伝子座のエピジェネティック制御：病気と健康」( PDF ) .エピジェネティクス. 5 (8): 685– 90. doi :10.4161/epi.5.8.12996. PMC 3052884 . PMID 20716961.
- ^ Stanton BZ、Hodges C、Calarco JP、Braun SM、Ku WL、Kadoch C、Zhao K、Crabtree GR（2017年2月）。「Smarca4 ATPase変異はクロマチンからのPRC1の直接排除を阻害する」。Nature Genetics。49 （ 2 ） ：282–288。doi ： 10.1038 / ng.3735。PMC 5373480。PMID 27941795。
- ^ Mosquna A、Katz A、Decker EL、 Rensing SA、Reski R、Ohad N (2009年7月)。「ポリコームタンパク質FIEによる幹細胞維持の制御は陸上植物の進化を通じて保存されている」。 開発。136 ( 14 ) : 2433–44。doi : 10.1242/dev.035048。PMID 19542356。
- ^ Ichinger E、Villar CB、Farrona S、Reyes JC、Hennig L、Köhler C (2009 年 8 月)。「CHD3 タンパク質とポリコーム グループ タンパク質はアラビドプシスの細胞アイデンティティを拮抗的に決定する」。PLOS Genetics。5 ( 8 ) : e1000605。doi : 10.1371 / journal.pgen.1000605。PMC 2718830。PMID 19680533。
- ^ Jiang D, Wang Y, Wang Y, He Y (2008). 「シロイヌナズナポリコーム抑制複合体2成分によるFLOWERING LOCUS CおよびFLOWERING LOCUS Tの抑制」. PLOS ONE . 3 (10): e3404. Bibcode :2008PLoSO...3.3404J. doi : 10.1371/journal.pone.0003404 . PMC 2561057. PMID 18852898 .
- ^ Sheldon CC、Rouse DT、Finnegan EJ、Peacock WJ、Dennis ES (2000 年 3 月)。「春化の分子基盤: FLOWERING LOCUS C (FLC) の中心的役割」。米国 科学アカデミー紀要。97 ( 7 ): 3753–8。doi : 10.1073/ pnas.060023597。PMC 16312。PMID 10716723。
さらに読む
- Schuettengruber B、Bourbon HM 、Di Croce L 、 Cavalli G (2017 年 9 月)。「ポリコームとトリソラックスによるゲノム制御: 70 年の歴史と現在」 ( PDF)。Cell 。171 (1): 34– 57。doi : 10.1016/ j.cell.2017.08.002。PMID 28938122。S2CID 43165761 。
- Di Croce L、Helin K (2013)。「ポリコームグループタンパク質による転写制御」。Nature Structural & Molecular Biology 20 ( 10): 1147– 55. doi :10.1038/nsmb.2669. PMID 24096405. S2CID 2681793。
- Simon JA、Kingston RE (2013)。「クロマチンの占有：ゲノム標的に到達し、転写トラフィックを停止し、その場に留まるためのポリコーム機構」。分子細胞。49 ( 5 ): 808– 24。doi :10.1016/j.molcel.2013.02.013。PMC 3628831。PMID 23473600 。
- Golbabapour S、Majid NA、Hassandarvish P、Hajrezaie M、Abdulla MA、Hadi AH (2013)。「遺伝子サイレンシングとポリコームグループタンパク質：その構造、メカニズム、系統学の概要」。OMICS ：統合生物学ジャーナル。17 （6）：283–96。doi ：10.1089/ omi.2012.0105。PMC 3662373。PMID 23692361。
- Schwartz YB、Pirrotta V (2007 年 1 月)。 「ポリコームサイレンシングメカニズムとゲノムプログラムの管理」。Nature Reviews 。遺伝学。8 (1): 9– 22。doi : 10.1038 /nrg1981。PMID 17173055。S2CID 28227227。
- Schuettengruber B、Chourrout D、Vervoort M、Leblanc B 、 Cavalli G (2007 年 2 月)。「ポリコームおよびトリソラックスタンパク質によるゲノム制御」。Cell . 128 (4): 735– 45. doi : 10.1016/j.cell.2007.02.009 . PMID 17320510. S2CID 6492075。
- Pirrotta V, Li HB (2012). 「核ポリコーム体の見方」Current Opinion in Genetics & Development . 22 (2): 101– 9. doi :10.1016/j.gde.2011.11.004. PMC 3329586 . PMID 22178420.
外部リンク
- 「ポリコームグループタンパク質」。Humpath.com。
- Cavalli 研究室のポリコームおよびトリソラックス ページ このページには、ポリコームおよびトリソラックス タンパク質に関する有用な情報が、紹介、公開されたレビューへのリンク、ポリコームおよびトリソラックス タンパク質のリスト、説明用のパワーポイント スライド、およびDrosophila melanogasterにおけるこれらのタンパク質のゲノム全体の分布を示すゲノム ブラウザーへのリンクの形で含まれています。
- ショウジョウバエ遺伝子の発達：ホメオボックス遺伝子データベースのポリコームグループ
- インタラクティブフライにおけるクロマチン組織とポリコームおよびトリソラックスグループ
- 米国国立医学図書館の医学件名標目表(MeSH)におけるポリコーム + グループ + タンパク質