Посещений:
Ng, R. K. & Gurdon, J. B. (j.gurdon@gurdon.cam.ac.uk )
Epigenetic memory of an active gene state depends on histone H3.3 incorporation into chromatin in the absence of transcription. Nature Cell Biol. 9 December 2007 (doi: 10.1038/ncb1674) | |
Рисунки и Табл. | к статье FURTHER READING Henikoff, S. Nucleosome destabilization in the epigenetic regulation of gene expression. Nature Rev. Genet. 4 December 2007 (doi: 10.1038/nrg2206) Schwartz, Y. B. & Pirrotta, V. Polycomb silencing mechanisms and the management of genomic programmes. Nature Rev. Genet. 8, 9–22 (2007) |
Дифференцированные клетки 'запоминают' свои качественные особенности даже когда оказываются в новом клеточном окружении. Эта способность поддерживать правильную генетическую программу после клеточного деления ранее приписывали различным эпигенетическим факторам, которые в большинстве случаев, как было показано, запоминают репрессированное состояние. В работе Ng and Gurdon показано, что гистон H3.3 необходим для персистенции состояния некоторых активных генов.
Базируясь на своих предыдущих исследованиях, Ng и Gurdon осуществили серию ядерных переносов у Xenopus laevis, используя энтодермальные ядра в качестве донорских. Их результаты показали, что эпигенетическая память удивительно стабильна - экспрессия энтодермального гена edd в нейроэктодермальном клоне персистировала после двух раундов переноса ядер и 24 митозов и в отсутствие транскрипции.
В поиске основы такой памяти авт. снизили роль метилирования ДНК - снижение уровня метилирования по всему геному до 60% не оказывало эффекта на экспрессию с локуса edd или MyoD, который авт. избрали из-за его хорошо охарактеризованного промотора.
Затем Ng и Gurdon обратили своё внимание на гистон H3.3, концентрируется на активно экспрессируемых генах. В самом деле, H3.3 оказался многочисленным на промоторе MyoD в клетках, которые экспрессируют этот ген, но не в др. клетках. Более того, анализ иммунопреципитации хроматина показал. что эмбрионы, у которых эпигенетическая память экспрессии MyoD персистирует после переноса ядра, обладают высокими уровнями H3.3 на промоторе MyoD, по сравнению с эмбрионами, у которых эта память потеряна.
Авт. подтвердили эту корреляцию между уровнями H3.3 и памятью экспрессии как причинную в серии экспериментов. Они инкорпорировали на промотор MyoD мутантную форму H3.3, в которой лизин 4 был замещен глютаминовой кислотой - устраняющей ключевой сайт метилирования H3.3 - и установили, что при ядерном переносе память об экспрессии MyoD теряется. Более того, в то время как избыточная экспрессия дикого типа H3.3 у эмбрионов после ядерного переноса усиливала память, избыточная экспрессия мутантной формы приводила к снижению памяти. Поэтому авт. предположили, что инкорпорация H3.3, метилированного по лизину 4, в определенный локус - напр., в ответ на факторы дифференцировки - является основой для клеточной памяти о состоянии активной экспрессии.
Обладание также эпигенетической памятью др. генами, которые экспрессируются на разных стадиях в мышечном клоне, авт. аргументируют тем, что такого типа память наблюдается в клетках, которые детерминированы к определенному онтогенетическому пути, но не в локусах, участвующих в терминальной дифференцировке. Авт. приходят к выводу, что "the stable inheritance of cellular memory might provide an explanation for the decreasing success of nuclear transfer from more differentiated donor cell nuclei".
|