Białka z grupy Polycomb - Polycomb-group proteins
Białka grupy Polycomb ( białka PcG ) to rodzina kompleksów białkowych odkrytych po raz pierwszy u muszek owocowych, które mogą przemodelować chromatynę w taki sposób, że zachodzi epigenetyczne wyciszanie genów . Białka z grupy Polycomb są dobrze znane z wyciszania genów Hox poprzez modulację struktury chromatyny podczas rozwoju embrionalnego u muszek owocowych ( Drosophila melanogaster ). Swoją nazwę wywodzą z faktu, że pierwszą oznaką zmniejszenia funkcji PcG jest często homeotyczna transformacja tylnych nóg w przednie, które mają charakterystyczny, przypominający grzebień zestaw włosia.
U owadów
U Drosophila , białka grupy Trithorax (trxG) i grupy Polycomb (PcG) (wywodzą swoją nazwę od faktu, że pierwszą oznaką spadku funkcji PcG jest często homeotyczna transformacja tylnych nóg w przednie, które charakterystyczny, przypominający grzebień zestaw włosia) działa antagonistycznie i oddziałuje z elementami chromosomowymi, zwanymi modułami pamięci komórkowej (CMM). Białka grupy Trithorax (trxG) utrzymują aktywny stan ekspresji genów, podczas gdy białka grupy Polycomb (PcG) przeciwdziałają tej aktywacji dzięki funkcji represyjnej, która jest stabilna przez wiele pokoleń komórek i może być pokonana jedynie przez procesy różnicowania linii zarodkowych. Kompleksy Polycomb Gene lub wyciszanie PcG składają się z co najmniej trzech rodzajów kompleksu wielobiałkowego Polycomb Repressive Complex 1 (PRC1), PRC2 i PhoRC . Te kompleksy współpracują ze sobą, aby wywołać swój represyjny efekt. Białka PcGs są konserwatywne ewolucyjnie i występują w co najmniej dwóch oddzielnych kompleksach białkowych; kompleks represyjny PcG 1 (PRC1) i kompleks represyjny PcG 2–4 (PRC2/3/4). PRC2 katalizuje trimetylację lizyny 27 na histonie H3 (H3K27me2/3), podczas gdy PRC1 monoubikwitynuje histon H2A na lizynie 119 (H2AK119Ub1).
U ssaków
U ssaków ekspresja genów z grupy Polycomb jest ważna w wielu aspektach rozwoju, takich jak homeotyczna regulacja genów i inaktywacja chromosomu X , ponieważ jest rekrutowana do nieaktywnego chromosomu X przez Xist RNA , główny regulator XCI lub samoodnowę zarodkowych komórek macierzystych. Bmi1 Polycomb palec serdeczny białka promuje neuronowych komórek macierzystych samodzielne odnawianie. Mysie mutanty null w genach PRC2 są śmiertelne dla embrionów, podczas gdy większość mutantów PRC1 to żywe urodzone mutanty homeotyczne, które umierają okołoporodowo. W przeciwieństwie do tego nadekspresja białek PcG koreluje z ciężkością i inwazyjnością kilku typów nowotworów . Kompleksy rdzenia PRC1 ssaków są bardzo podobne do Drosophila. Wiadomo, że Polycomb Bmi1 reguluje locus ink4 (p16 Ink4a , p19 Arf ).
Regulacja białek z grupy Polycomb w miejscach dwuwartościowej chromatyny jest wykonywana przez kompleksy SWI/SNF , które przeciwdziałają akumulacji kompleksów Polycomb poprzez zależną od ATP eksmisję.
W roślinach
W Physcomitrella patens białko PcG FIE ulega swoistej ekspresji w komórkach macierzystych, takich jak niezapłodnione komórki jajowe . Wkrótce po zapłodnieniu gen FIE jest inaktywowany w młodym zarodku . Gen Polycomb FIE ulega ekspresji w niezapłodnionych komórkach jajowych mchu Physcomitrella patens, a ekspresja ustaje po zapłodnieniu w rozwijającym się sporoficie diploidalnym.
Wykazano, że w przeciwieństwie do ssaków PcG są niezbędne do utrzymania komórek w stanie zróżnicowanym. W konsekwencji utrata PcG powoduje odróżnicowanie i sprzyja rozwojowi embrionalnemu.
Białka z grupy Polycomb również ingerują w kontrolę kwitnienia poprzez wyciszanie genu Flowering Locus C. Gen ten jest centralną częścią szlaku hamującego kwitnienie roślin, a jego wyciszanie w okresie zimowym jest prawdopodobnie jednym z głównych czynników wpływających na wernalizację roślin .
Zobacz też
- PRC1
- ChRL2
- PHC1
- PHC2
- Białko heterochromatyny 1 (Cbx)
- BMI1
- PCGF1 , KDM2B
- PCGF2 (białko palca RING grupy Polycomb 2) ortolog Bmi1
- RYBP
- PIERŚCIEŃ1
- SUV39H1 (N-metylotransferaza histonowo-lizynowa)
- L3mbtl2
- EZH2 (wzmacniacz homologacji Zeste 2)
- EED
- SUZ12 (Tłumiący Zeste 12)
- Jarid2 (jumonji, bogata w AT domena interaktywna 2)
- Wyciszony czynnik transkrypcyjny RE1 (REST)
- RNF2
- CBFβ
- RR1
- Dwuwartościowa chromatyna
Bibliografia
Dalsza lektura
- Schuettengruber B, Bourbon HM, Di Croce L, Cavalli G (wrzesień 2017). „Regulacja genomu przez Polycomb i Trithorax: 70 lat i liczenie” (PDF) . Komórka . 171 (1): 34–57. doi : 10.1016/j.cell.2017.08.002 . PMID 28938122 . S2CID 43165761 .
- Di Croce L, Helin K (2013). „Regulacja transkrypcji przez białka grupy Polycomb”. Biologia strukturalna i molekularna . 20 (10): 1147–55. doi : 10.1038/nsmb.2669 . PMID 24096405 . S2CID 2681793 .
- Simon JA, Kingston RE (2013). „Zajmująca chromatynę: mechanizmy Polycomb umożliwiające dotarcie do celów genomowych, zatrzymanie ruchu transkrypcyjnego i pozostanie w miejscu” . Komórka molekularna . 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). „Wyciszanie genów i białka grupy Polycomb: przegląd ich struktury, mechanizmów i filogenetyki” . OMICS: Journal of Integrative Biology . 17 (6): 283-96. doi : 10.1089/omi.2012.0105 . PMC 3662373 . PMID 23692361 .
- Schwartz YB, Pirrotta V (styczeń 2007). „Mechanizmy wyciszania Polycomb i zarządzanie programami genomowymi”. Recenzje przyrody. Genetyka . 8 (1): 9–22. doi : 10.1038/nrg1981 . PMID 17173055 . S2CID 28227227 .
- Schuettengruber B, Chourrout D, Vervoort M, Leblanc B, Cavalli G (luty 2007). „Regulacja genomu przez białka polycomb i trithorax” . Komórka . 128 (4): 735–45. doi : 10.1016/j.cell.2007.02.09 . PMID 17320510 . S2CID 6492075 .
- Pirrotta V, Li HB (2012). „Widok na jądrowe korpusy Polycomb” . Aktualna opinia w genetyce i rozwoju . 22 (2): 101–9. doi : 10.1016/j.gde.2011.11.004 . PMC 3329586 . PMID 22178420 .
Zewnętrzne linki
- „białka z grupy polycomb” . Humpath.com.
- Strona Polycomb i Trithorax laboratorium Cavalli Ta strona zawiera przydatne informacje na temat białek Polycomb i trithorax, w formie wstępu, linków do opublikowanych recenzji, listy białek Polycomb i trithorax, ilustrujących slajdy Power Point oraz link do przeglądarki genomu pokazujący rozmieszczenie tych białek w całym genomie u Drosophila melanogaster .
- Rozwój genów Drosophila: Polycomb-group w Homeobox Genes DataBase
- Organizacja Chromatin oraz grupy Polycomb i Trithorax w The Interactive Fly
- polycomb+group+proteins w Narodowej Bibliotece Medycznej USA Medical Subject Headings (MeSH)