基因沉默复合物联手使X染色体失活

RIKEN研究人员揭示了两种蛋白质复合物在关闭雌性哺乳动物一条X染色体的神秘过程中所起的作用。这一发现可以帮助研究人员发现某些癌症是如何在女性身上发生的。

男性有一条X染色体和一条Y染色体，而女性有一对X染色体。与雄性相比，具有两条X染色体的这种冗余通常为雌性哺乳动物提供了对遗传疾病和癌症的额外鲁棒性。

在发育过程中，雌性采用一种机制关闭其中一条X染色体，称为X染色体失活。当这个过程出现问题时，女性可能会患上乳腺癌等重大健康问题。更深入地了解适当的X染色体失活可能有助于预防或治疗这些类型的人类肿瘤助长事件。

现在，通过使用小鼠胚胎，由​​RIKEN综合医学科学中心(IMS)的HaruhikoKoseki领导的团队展示了两个蛋白质簇——称为多梳抑制复合物1(PRC1)和PRC2——如何在帮助使发育中的胚胎中的一条X染色体保持休眠状态。研究结果发表在《自然细胞生物学》杂志上。

值得注意的是，研究人员发现只有胚胎支持组织依赖PRC1和PRC2来维持失活X染色体上的基因沉默。相比之下，胚胎组织本身可以在不使用这些表观遗传调节剂的情况下将相同的染色体保持在空闲位置，因此必须依靠其他一些分子机制来完成相同的工作。

“这项研究指出了胚胎发育中两种主要组织谱系的不同特征，”同样来自IMS的OsamuMasui说。

研究人员通过研究经过基因改造而缺乏一种或另一种蛋白质复合物的小鼠，确定了PRC1和PRC2的功能。这些实验展示了每个PRC如何以不同方式改变DNA的缠绕，从而使不活跃的X染色体上的一组独特基因沉默。

在将形成胎盘等器官的胚胎外组织中，X染色体的适当失活需要这两种复合物。然而，两者在胚胎组织本身中也是可有可无的。

“这项研究清楚地表明，PRC1和PRC2都独立地积累在无活性的X染色体上，并有差异地维持X连锁基因沉默，”Masui说。“这一发现可能有助于我们了解女性特异性肿瘤是如何形成的。”

该团队现在正试图揭示允许胚胎组织紧密维持X染色体失活的分子机制。“这些研究应该有助于我们进一步建立基因组中基因调控的基础，”Masui说。