Компоненты PRC1
Молекулярный анализ продуктов генов PcG выявил структурно разнообразную группу ассоциированных с хроматином белков. PRC1 содержит четыре белка PcG: Polycomb (PC) , Polyhomeotic (PH) , Posterior Sex Combs (PSC) и Ring1 (dRing1/SCE) (см. табл. 11.1 ) ( Francis et al., 2001 ). Они встречаются в стоихометрических количествах, и были идентифицированы дополнительные белки-партнеры в зависимости от материала, используемого для очистки. Из млекопитающих был выделен и очищен родственный комплекс, что заставляет предполагать, что эти четыре субъединицы образуют кор PRC1 ( Levine et al., 2002 ). Иммуноокрашивание политенных хромосом Drosophila с использованием антител против белков PRC1 продемонстрировало перекрывающуюся локализацию, которая показывала, что эти белки взаимодействуют на определенном и общем [defined and common] наборе генов-мишеней ( рис. 11.6а ). Кроме того, приблизительно 100 бэндов, наблюдаемых на хромосомах, дали доказательство того, что гены НОХ являются лишь частью более крупной регуляторной сети, включающей другие генные мишени, подверженные PcG-сайленсингу.
Ген РС кодирует белок из 390 аминокислот, содержащий хромодомен на своем аминотерминальном конце. Этот консервативный мотив обладает гомологией с HP1 , белком Drosophila, необходимым для формирования гетерохроматина ( Paro and Hogness, 1991 ; глава " ГЕТЕРОХРОМАТИН "). Впоследствии было найдено, что хромодомен связывается с метильными компонентами в НЗК27 и НЗК9 ( Bannister et al., 2001 ; Fischle et al, 2003 ). Еще один консервативный домен присутствует на карбокситерминальном конце. Консерватизм, как и наличие нескольких аберраций в мутантных аллелях, заставляет предполагать наличие важной, но все еще неизвестной регуляторной функции в этой части данного белка. Карбоксильный конец РС необязателен для "нацеливания" этого белка на "молчащие" гены (выполняемого хромодоменом), но, как оказалось, взаимодействует in vitro с нуклеосомами ( Breiling et al., 1999 ). Предстоит выяснить, указывает ли это на еще не открытый узнающий мотив для еще одной модификации гистона. Для Рс2 человека была продемонстрирована SUMO ЕЗ-лигазная активность, что указывает на SUMO- модификации как на важные метки в процессе PcG-сайленсинга ( Kagey et al., 2003 ).
Аминотерминальная часть белка PSC консервативна в протоонкогене bmi-1 позвоночных и гене-супрессоре опухолей mel-18 . Этот район содержит мотив C3HC4 (RING finger) , который может опосредовать белок-белковые взаимодействия. Этот мотив RING finger оказался связанным с субъядерной локализацией Bmi-1/Mel-18, которая коррелирует с клеточной трансформацией.
У Drosophila локус polyhomeotic (ph) дуплицирован и состоит из проксимального (ph-p) и дистального (ph-d) генов, сохранивших обширную гомологию. У мышей были идентифицированы гомологичные белки РН . У всех у них имеются общий консервативный "цинковый палец" и домен SAM (известный также как SEP или SPM) . Этот домен обнаруживается в еще одном белке PcG , SCM (Sex Combs on the Midleg) . Домены SAM участвуют в белок-белковых взаимодействиях, поскольку было продемонстрировано, что они участвуют в гомо- или гетеротипических взаимодействиях с другими белками. Эти данные говорят в пользу предположения о возможной функции в генерировании крупных ядерных комплексов, необходимых для сайленсинга. Действительно, белки PcG были локализованы в субнуклеарных фокусах, названных PcG-тельцами, которые могут функционировать как компартменты сайленсинга ( Saurin et al., 1998 ).
Как упоминалось выше, dRING1 первоначально не был распознан как член PcG. Лишь биохимическая очистка обнаружила присутствие этого фактора с мотивом RING finger в PRC1 , в котором, как полагают, он играет структурную роль ( Francis et al., 2001 ; Lavigne et al., 2004 ). Было обнаружено, что белки Ring1A и RING1B из PRC1 млекопитающих ассоциированы с убиквитилированным H2A на неактивной Х-хромосоме, и поддержание этой гистоновой метки зависит от белков Ring1 ( de Napoles et al., 2004 ; Fang et al., 2004 ; Cao et al., 2005 ; дополнительные детали см. в разделе " От репрессии гена к репрессии хромосомы " этой главы и в главе " Компенсация дозы у млекопитающих ").
Эти четыре белка составляют коровую структуру PRC1 . Однако другие белки PcG, подобные SCM или белку Zeste , оказались связанными с этим комплексом ( Otte and Kwaks, 2003 ). Их молекулярная функция в PRC1 остается неясной, поскольку они, по-видимому, играют дополнительные роли в ядре; в качестве примера можно привести функцию активатора транскрипции, которую играет Zeste. Были идентифицированы еще и другие гены PcG по их роли как регуляторов транскрипции генов кора PcG ( Ali and Bender, 2004 ). А именно, три гена PcG являются находящимися "вверх по течению" регуляторами генов, кодирующих компоненты PRC1. Петли отрицательной обратной связи между компонентами PRC1, а также положительная регуляция компонентов PRC1 со стороны PRC2 еще более заставляют предполагать сложную, кросс-регуляторную сеть между генами PcG для обеспечения тонкой настройки белковых уровней в этих комплексах ( рис. 7 а). Аналогичным образом, сложные регуляторные взаимодействия были описаны для генов комплекса FIS у Arabidopsis ( Baroux et al., 2006 ).
Смотрите также:
