Wzorce metylacji DNA są ustalane i utrzymywane przez trzy metylotransferazy DNA metylotransferazy DNA (DNMT): DNMT1, DNMT3A i DNMT3B. Chociaż są one niezbędne dla rozwoju, wzorce metylacji są często zakłócane w nowotworach i przyczyniają się bezpośrednio do kancerogenezy. Ostatnie badania łączące kompleksy kompleksy represyjne (PRC1 i PRC2) z DNMT zaczęły rzucać światło na w jaki sposób metylacja jest ukierunkowana. Wcześniej zidentyfikowaliśmy panel genów regulowanych przez DNMT3B. Tutaj porównujemy je ze znanymi celami grupy polycomb, aby pokazać, że około 47% genów regulowanych przez DNMT3B jest również wiązanych przez PRC1 lub PRC2. My wybraliśmy 44 geny współregulowane przez DNMT3B i PRC1/PRC2, aby sprawdzić, czy te kryteria dokładnie zidentyfikowałyby nowe cele wyciszania epigenetycznego w raka okrężnicy. Wykorzystując odwrotną transkrypcję-PCR, sekwencjonowanie genomu bisulfitowego i pirosekwencjonowanie pirosekwencjonowania, wykazaliśmy, że większość tych genów jest często wyciszana w liniach komórkowych raka jelita grubego i guzach pierwotnych. Niektóre z nich, w tym HAND1, HMX2 i SIX3, hamowały wzrost komórek. Na koniec przeanalizowaliśmy kod histonowy DNMT1, DNMT3B i wiązanie PRC2 przez immunoprecypitację chromatyny w epigenetycznie wyciszonych genach. epigenetycznie wyciszonych genów, aby ujawnić nowy związek między DNMT3B a znakiem mediowanym przez PRC1. Podsumowując, badania te sugerują, że wzorce modyfikatorów epigenetycznych i kodu histonowego wpływają na skłonność genu do do hipermetylacji w nowotworach i że DNMT3B odgrywa ważną rolę w regulując funkcję PRC1. --- Chromodomena (CD) białka Polycomb Drosophila wykazuje preferencyjne powinowactwo wiązania do histonu H3, gdy jest trimetylowane przy lizynie 27. Tutaj zbadaliśmy zbadaliśmy pięć mysich homologów Polycomb znanych jako Cbx2, Cbx4, Cbx6, Cbx7, i Cbx8. Pomimo wysokiego stopnia zachowania, chromodomeny Cbx wykazują znaczące różnice w preferencjach wiązania. Nie wszystkie CD wiążą się preferencyjnie do K27me3; raczej niektóre wykazują powinowactwo zarówno do trimetylowanego histonu H3 w K9 i H3K27me3, a jedna CD preferuje K9me3. W szczególności Cbx7 wykazuje silne powinowactwo zarówno do H3K9me3, jak i H3K27me3 i jest regulowany rozwojowo w jego powiązaniu z chromatyną. Cbx7 wiąże się z fakultatywną heterochromatyną, a dokładniej, jest wzbogacony na nieaktywnym chromosomie X chromosomie X. Wreszcie, odkryliśmy, że in vitro chromodomena Cbx7 może wiązać RNA i że in vivo interakcja Cbx7 z chromatyną, a w szczególności z nieaktywnym chromosomem X, zależy częściowo od jego powiązania z RNA. My proponujemy, aby zdolność tego mysiego homologa Polycomb do wiązania się z nieaktywnym chromosomem X lub jakimkolwiek innym regionem chromatyny, zależy nie tylko od jego chromodomeny, ale także od kombinacji modyfikacji histonów i cząsteczek RNA obecnych w miejscach docelowych. --- Białka z grupy Polycomb (PcG) są represorami transkrypcji, które regulują proliferację i decyzje o losie komórek podczas rozwoju. proliferację i decyzje dotyczące losu komórek podczas rozwoju, a ich rozregulowana ekspresja ekspresja jest częstym zjawiskiem w ludzkich nowotworach. Kompleks represyjny Polycomb 2 (PRC2) katalizuje trimetylację (me3) lizyny 27 histonu H3 (K27) i uważa się, że aktywność ta pośredniczy w transkrypcji. uważa się, że aktywność ta pośredniczy w represji transkrypcji. Pomimo Pomimo ostatnich postępów w zrozumieniu funkcji PcG, mechanizmy molekularne, za pomocą których białka PcG hamują transkrypcję, a także mechanizmy prowadzące do aktywacji genów docelowych PcG. aktywacji genów docelowych PcG są słabo poznane. Aby uzyskać wgląd w te mechanizmy, określiliśmy globalne zmiany w modyfikacjach histonów w embrionalnych komórkach macierzystych (ES) pozbawionych białka PcG Suz12, które jest niezbędne dla aktywności PRC2. aktywności PRC2. Wykazaliśmy, że utrata aktywności PRC2 skutkuje globalnym wzrostem w acetylacji H3K27. Przejście od metylacji do acetylacji koreluje z aktywacją transkrypcyjną aktywacją transkrypcyjną genów docelowych PcG, zarówno podczas różnicowania komórek ES jak i w hematopoetycznych komórkach macierzystych transdukowanych MLL-AF9. Ponadto dostarczamy dowodów na to, że acetylacja H3K27 jest katalizowana przez acetylotransferazy p300 i CBP. Na podstawie tych danych proponujemy, że białka PcG częściowo hamują transkrypcję poprzez zapobieganie wiązaniu acetylotransferaz do acetylotransferaz do genów docelowych PcG. --- Białka z grupy Polycomb są represorami transkrypcji odgrywającymi istotną rolę w rozwoju embrionalnym. rozwoju embrionalnym. Kompleks represyjny 2 (PRC2) zawiera aktywność metylotransferazy dla Lys27. aktywność metylotransferazy dla Lys27. Jednak rola innych modyfikacji histonów w regulacji aktywności PRC2 dopiero zaczyna być rozumiana. Tutaj pokazujemy, że bezpośrednie rozpoznawanie metylowanego histonu H3 Lys36 (H3K36me), znaku związanego z aktywacją znak związany z aktywacją, przez podjednostkę PRC2 Phf19 jest wymagany dla pełnej aktywności enzymatycznej PRC2. pełnej aktywności enzymatycznej kompleksu PRC2. Wykorzystując spektroskopię NMR, dostarczamy strukturalne dowody na tę interakcję. Ponadto pokazujemy, że Phf19 wiąże się z do podzbioru celów PRC2 w mysich zarodkowych komórkach macierzystych i że jest to wymagane do ich represji i odkładania H3K27me3. Odkrycia te pokazują że interakcja Phf19 z H3K36me2 i H3K36me3 jest niezbędna dla aktywności kompleksu PRC2 i prawidłowej regulacji represji genów w embrionalnych komórkach macierzystych. embrionalnych komórkach macierzystych.
Które modyfikacje histonów są związane z białkami grupy Polycomb (PcG)?
Członek kompleksu represyjnego polycomb 2 (PRC2) bezpośrednio pośredniczy w dodawaniu K27me3 do histonu H3, modyfikacji związanej z heterochromatyną i uważa się, że ta aktywność pośredniczy w represji transkrypcji. Jednocześnie aktywność PRC2 powoduje globalny wzrost acetylacji H3K27. Niektórzy członkowie PcG wykazują powinowactwo zarówno do histonu H3 trimetylowanego w K9, jak i H3K27me3, a jeden CD preferuje K9me3.