Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено из Polycomb )
Перейти к навигации Перейти к поиску

Белки группы поликомб - это семейство белковых комплексов, впервые обнаруженных у плодовых мушек, которые могут ремоделировать хроматин таким образом, что происходит эпигенетическое молчание генов . Белки поликомб-группы хорошо известны тем, что подавляют гены Hox посредством модуляции структуры хроматина во время эмбрионального развития у плодовых мушек ( Drosophila melanogaster ). Они получили свое название от того факта, что первым признаком снижения функции PcG часто является гомеотическая трансформация задних ног в сторону передних ног, которые имеют характерный гребенчатый набор щетинок. [1]

У насекомых [ править ]

В дрозофиле , то Trithorax-группа (trxG) и Polycomb-группа (PcG) белки (они получают свое имя из того факта , что первый признак снижения функции ГКПА часто гомеотическая трансформация задних ног в стороне передних ног, которые имеют характерный гребенчатый набор щетинок) действуют антагонистически и взаимодействуют с хромосомными элементами, называемыми модулями клеточной памяти(КИМ). Белки группы триторакс (trxG) поддерживают активное состояние экспрессии генов, в то время как белки группы Polycomb (PcG) противодействуют этой активации с помощью репрессивной функции, которая стабильна на протяжении многих поколений клеток и может быть преодолена только процессами дифференцировки зародышевой линии. Комплексы генов Polycomb или сайленсинг PcG состоят как минимум из трех видов мультипротеиновых комплексов Polycomb Repressive Complex 1 (PRC1), PRC2 и PhoRC. Эти комплексы работают вместе, чтобы осуществить свой репрессивный эффект. Белки PcGs эволюционно консервативны и существуют по крайней мере в двух отдельных белковых комплексах; репрессивный комплекс PcG 1 (PRC1) и репрессивный комплекс PcG 2–4 (PRC2 / 3/4). PRC2 катализирует триметилирование лизина 27 на гистоне H3 (H3K27me2 / 3), тогда как PRC1 моноубиквитинирует гистон H2A на лизине 119 (H2AK119Ub1).

У млекопитающих [ править ]

У млекопитающих экспрессия генов Polycomb Group важна во многих аспектах развития, таких как регуляция гомеотических генов и инактивация Х-хромосомы , рекрутируясь в неактивный X с помощью Xist РНК , главного регулятора XCI [2] или самообновления эмбриональных стволовых клеток. [3] Bmi1 Polycomb палец кольцо белок способствует нервных стволовых клеток самообновлению. [4] [5] Нулевые мутанты мыши по генам PRC2 являются эмбриональными летальными животными, в то время как большинство мутантов PRC1 являются живорождениями гомеозными мутантами, которые умирают перинатально. Напротив, сверхэкспрессия белков PcG коррелирует с серьезностью и инвазивностью несколькихвиды рака . [6] Коровые комплексы PRC1 млекопитающих очень похожи на Drosophila. Polycomb Bmi1, как известно, регулирует локус ink4 (p16 Ink4a , p19 Arf ). [4] [7]

Регуляция белков группы Polycomb на сайтах двухвалентного хроматина осуществляется комплексами SWI / SNF , которые противодействуют накоплению комплексов Polycomb посредством АТФ-зависимого вытеснения. [8]

В растениях [ править ]

У Physcomitrella patens белок PcG FIE специфически экспрессируется в стволовых клетках, таких как неоплодотворенная яйцеклетка . Вскоре после оплодотворения ген FIE у молодого эмбриона инактивируется . [9] Ген Polycomb FIE экспрессируется в неоплодотворенных яйцеклетках мха Physcomitrella patens, и его экспрессия прекращается после оплодотворения в развивающемся диплоидном спорофите.

Было показано, что в отличие от млекопитающих PcG необходимы для поддержания клеток в дифференцированном состоянии. Следовательно, потеря PcG вызывает де-дифференцировку и способствует эмбриональному развитию. [10]

Белки группы поликомб также участвуют в контроле цветения, подавляя ген С локуса цветения . [11] Этот ген является центральной частью пути, который подавляет цветение растений, и его подавление зимой считается одним из основных факторов, влияющих на яровизацию растений . [12]

Ген Polycomb FIE экспрессируется (синий) в неоплодотворенных яйцеклетках мха Physcomitrella patens (справа), и экспрессия прекращается после оплодотворения в развивающемся диплоидном спорофите (слева). Окрашивание GUS in situ двух женских половых органов (архегоний) трансгенного растения, экспрессирующего трансляционное слияние FIE-uidA под контролем нативного промотора FIE

См. Также [ править ]

  • PRC1
  • PRC2
  • PHC1
  • PHC2
  • Гетерохроматиновый белок 1 (Cbx)
  • ИМТ1
  • PCGF2 (Polycomb group RING finger protein 2) ортолог Bmi1
  • RYBP
  • КОЛЬЦО1
  • SUV39H1 (гистон-лизин-N-метилтрансфераза)
  • L3mbtl2
  • EZH2 (усилитель Zeste Homolog 2)
  • EED
  • SUZ12 (Глушитель Zeste 12)
  • Jarid2 (jumonji, расширенный интерактивный домен AT 2)
  • Фактор транскрипции, подавляющий RE1 (REST)
  • RNF2
  • CBFβ
  • YY1
  • Двухвалентный хроматин

Ссылки [ править ]

  1. ^ Portoso M, Cavalli G (2008). «Роль РНКи и некодирующих РНК в опосредованном Polycomb контроле экспрессии генов и геномного программирования» . В Моррис К.В. (ред.). РНК и регуляция экспрессии генов: скрытый уровень сложности . Caister Academic Press. С. 29–44. ISBN 978-1-904455-25-7.
  2. ^ 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 (октябрь 2008 г.). «Общегеномный анализ занятости PRC1 и PRC2 определяет два класса двухвалентных доменов» . PLOS Genetics . 4 (10): e1000242. DOI : 10.1371 / journal.pgen.1000242 . PMC 2567431 . PMID 18974828 .  
  3. ^ HEURTIER В., Оуэнс, Н. Гонсалес, И.др. Молекулярная логика Nanog-индуцированного самообновления в эмбриональных стволовых клетках мыши. Нац Коммуна 10, 1109 (2019). https://doi.org/10.1038/s41467-019-09041-z
  4. ^ a b Молофски А.В., Хе С., Байдон М., Моррисон С.Дж., Пардал Р. (июнь 2005 г.). «Bmi-1 способствует самообновлению нервных стволовых клеток и развитию нервной системы, но не способствует росту и выживанию мышей, подавляя пути старения p16Ink4a и p19Arf» . Гены и развитие . 19 (12): 1432–7. DOI : 10,1101 / gad.1299505 . PMC 1151659 . PMID 15964994 .  
  5. Перейти ↑ Park IK, Morrison SJ, Clarke MF (январь 2004 г.). «Bmi1, стволовые клетки и регуляция старения» . Журнал клинических исследований . 113 (2): 175–9. DOI : 10.1172 / JCI20800 . PMC 311443 . PMID 14722607 .  
  6. ^ Соважо M, Соважо G (апрель 2008). «Гены группы Polycomb: поддержание баланса активности стволовых клеток» . PLOS Биология . 6 (4): e113. DOI : 10.1371 / journal.pbio.0060113 . PMC 2689701 . PMID 18447587 .  
  7. Перейти ↑ Popov N, Gil J (2010). «Эпигенетическая регуляция локуса INK4b-ARF-INK4a: в болезни и в здоровье» ( PDF ) . Эпигенетика . 5 (8): 685–90. DOI : 10.4161 / epi.5.8.12996 . PMC 3052884 . PMID 20716961 .   
  8. ^ Стентон БЗ, Ходджес С, Calarco ДП, Браун С.М., Ку WL, Kadoch С, Чжао К, Кребтри GR (февраль 2017 г.). «Мутации Smarca4 АТФазы нарушают прямое вытеснение PRC1 из хроматина» . Генетика природы . 49 (2): 282–288. DOI : 10.1038 / ng.3735 . PMC 5373480 . PMID 27941795 .  
  9. ^ Mosquna A, Katz A, Деккер EL, Rensing SA, РЭСКВ R, Ohad N (июль 2009). «Регуляция поддержания стволовых клеток с помощью белка FIE Polycomb была сохранена в процессе эволюции наземных растений» . Развитие . 136 (14): 2433–44. DOI : 10.1242 / dev.035048 . PMID 19542356 . 
  10. ^ Aichinger E, Вильяр CB, Farrona S, Reyes JC, Хенниг L, Келер C (август 2009). «Белки CHD3 и белки группы поликомб антагонистически определяют идентичность клеток Arabidopsis» . PLOS Genetics . 5 (8): e1000605. DOI : 10.1371 / journal.pgen.1000605 . PMC 2718830 . PMID 19680533 .  
  11. Перейти ↑ Jiang D, Wang Y, Wang Y, He Y (2008). «Подавление ЦВЕТУЩИХ ЛОКУСОВ C и ЦВЕТУЩИХ ЛОКУСОВ T репрессивным комплексом 2 Arabidopsis Polycomb» . PLOS ONE . 3 (10): e3404. Bibcode : 2008PLoSO ... 3.3404J . DOI : 10.1371 / journal.pone.0003404 . PMC 2561057 . PMID 18852898 .  
  12. Перейти ↑ Sheldon CC, Rouse DT, Finnegan EJ, Peacock WJ, Dennis ES (март 2000). «Молекулярные основы яровизации: центральная роль ЦВЕТОЧНОГО ЛОКУСА C (FLC)» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 97 (7): 3753–8. DOI : 10.1073 / pnas.060023597 . PMC 16312 . PMID 10716723 .  

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Schuettengruber B, Bourbon HM, Di Croce L, Cavalli G (сентябрь 2017 г.). «Регулирование генома с помощью Polycomb и Trithorax: 70 лет и подсчет» (PDF) . Cell . 171 (1): 34–57. DOI : 10.1016 / j.cell.2017.08.002 . PMID  28938122 . S2CID  43165761 .
  • Ди Кроче Л., Хелин К. (2013). «Регуляция транскрипции белками группы Polycomb». Структурная и молекулярная биология природы . 20 (10): 1147–55. DOI : 10.1038 / nsmb.2669 . PMID  24096405 . S2CID  2681793 .
  • Саймон Дж. А., Kingston RE (2013). «Занимающий хроматин: механизмы Polycomb для достижения геномных мишеней, остановки транскрипционного трафика и удержания на месте» . Молекулярная клетка . 49 (5): 808–24. DOI : 10.1016 / j.molcel.2013.02.013 . PMC  3628831 . PMID  23473600 .
  • Голбабапур С., Маджид Н.А., Хассандарвиш П., Хаджрезайе М., Абдулла М.А., Хади А.Х. (2013). «Генное сайленсинг и белки группы Polycomb: обзор их структуры, механизмов и филогенетики» . OMICS: журнал интегративной биологии . 17 (6): 283–96. DOI : 10.1089 / omi.2012.0105 . PMC  3662373 . PMID  23692361 .
  • Шварц YB, Пирротта V (январь 2007 г.). «Механизмы сайленсинга Polycomb и управление геномными программами». Обзоры природы. Генетика . 8 (1): 9–22. DOI : 10.1038 / nrg1981 . PMID  17173055 . S2CID  28227227 .
  • Schuettengruber B, Chourrout D, Vervoort M, Leblanc B, Cavalli G (февраль 2007 г.). «Регуляция генома белками polycomb и trithorax». Cell . 128 (4): 735–45. DOI : 10.1016 / j.cell.2007.02.009 . PMID  17320510 . S2CID  6492075 .
  • Пирротта В., Ли Х. Б. (2012). «Вид на ядерные тела Поликомба» . Текущее мнение в области генетики и развития . 22 (2): 101–9. DOI : 10.1016 / j.gde.2011.11.004 . PMC  3329586 . PMID  22178420 .

Внешние ссылки [ править ]

  • «белки группы поликомб» . Humpath.com.
  • Страница Polycomb и Trithorax лаборатории Cavalli Эта страница содержит полезную информацию о белках Polycomb и trithorax в форме введения, ссылки на опубликованные обзоры, список белков Polycomb и trithorax, иллюстративные слайды Power Point и ссылку на браузер генома демонстрируя распределение этих белков по всему геному у Drosophila melanogaster .
  • Гены дрозофилы в разработке: группа Polycomb в базе данных Homeobox Genes
  • Организация хроматина и группы Polycomb и Trithorax в The Interactive Fly
  • polycomb + group + белки в предметных рубриках медицинской тематики Национальной медицинской библиотеки США (MeSH)