日本理化研究所的研究人员发现了两种蛋白质复合物PRC1和PRC2在雌性哺乳动物x染色体失活过程中的作用，这种失活机制一旦发生故障，就会导致癌症。
两种蛋白质复合物在雌性哺乳动物的一条X染色体沉默中起着关键但不同的作用。
日本理化研究所的研究人员对两种蛋白质复合物在雌性哺乳动物关闭一条X染色体的神秘过程中所起的作用有了新的认识。这一发现可以帮助研究人员发现某些癌症是如何在女性中发生的。
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，拥有两条X染色体的这种冗余性通常为雌性哺乳动物提供了对抗遗传疾病和癌症的额外健壮性。
在发育过程中，女性采用一种机制来关闭一条X染色体，称为X染色体失活。当这个过程出错时，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人类这些类型的肿瘤促进事件。
现在，由日本理研综合医学科学中心(IMS)的Haruhiko Koseki领导的一个研究小组通过使用小鼠胚胎，展示了两个蛋白质簇——多梳抑制复合体1 (PRC1)和prc2——如何在帮助发育中的胚胎中的一条X染色体保持休眠状态方面发挥独立而关键的作用。
图1:两条X染色体的插图显示了女性23号染色体对。日本理化研究所的研究人员发现了两种蛋白质复合物是如何关闭雌性哺乳动物的一条X染色体的。
值得注意的是，研究人员发现只有胚胎支持组织依靠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因子的情况下将同一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。
“这项研究指出了发育中的胚胎中两种主要组织谱系的不同特征，”同样来自IMS的Osamu Masui说。
研究人员通过研究通过基因工程使小鼠缺乏其中一种或另一种蛋白质复合物的方法，确定了PRC1和PRC2的功能。这些实验表明，每个PRC如何以不同的方式改变DNA的缠绕，从而使失活X染色体上的一组独特基因沉默。
这两种复合物都需要在胚胎外组织中适当的x染色体失活，胚胎外组织将形成诸如胎盘之类的器官。然而，两者在胚胎组织本身也是可有可无的。
Masui说:“这项研究清楚地表明，PRC1和PRC2都独立地积聚在非活性X染色体上，并以不同的方式维持X连锁基因沉默。”“这一发现有助于我们理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保持x染色体失活的分子机制。Masui说:“这些研究将帮助我们进一步建立基因组中基因调控的基础。”
参考文献:Polycomb suppression complexes 1和2对于维持胚胎外系X失活至关重要，作者:Osamu Masui, Catherine Corbel, Koji Nagao, Takaho A. Endo, Fuyuko Kezuka, Patricia Diabangouaya, Manabu Nakayama, Mami Kumon, Yoko Koseki, Chikashi Obuse, Haruhiko Koseki和Edith Heard, 2023年1月12日，Nature Cell Biology。DOI: 10.1038 / s41556 - 022 - 01047 - y