ヒストンH3の選択的メチル化変種H3.1は,ヘテロクロマチンの複製を調節する

科学分野:

• エピジェネティクスと分子生物学
• 植物生物学 植物生物学
• クロマチン生物学 クロマチン生物学

背景:

• ヒストンの変異は,翻訳後の改変を通して遺伝子発現を調節する上で重要な役割を果たします.
• ヒストン修正酵素の特異性を理解することは,表遺伝的調節を解読する鍵です.

研究 の 目的:

• ヒストン変異種H3.1の選択的メチル化に責任を負うヒストン変異酵素を特定し,特徴づけること.
• H3.3.3よりH3.3.1に対する酵素の特異性に対する構造的根拠を解明する.

主な方法:

• ヒストンメチルトランスフェラーゼ活性を特定するための生化学分析.
• H3.1ペプチドとの複合体におけるATXR5 SETドメインの結晶構造の決定.
• サイト・ディレクテッド・ミュータジェネシスで,H3変種における残留物31の役割を調査する.

主要な成果:

• ARABIDOPSIS TRITHORAX-RELATED PROTEIN 5 (ATXR5) をヒストンメチルトランスフェラーゼとして識別し,選択的にライシン27 (H3K27me1) でH3.1をメチル化する.
• 構造分析により,ATXR5の2部位触媒ドメインが明らかにされ,H3.1.1.のアラニン-31を認識する.
• H3.3のThreonine-31は,ATXR5とATXR6の活性を阻害することが判明し,H3の変異の差異的修正を説明しました.

結論:

• ATXR5媒介のH3K27me1は,ヘテロクロマチンのミト性遺伝のためのメカニズムを提供します.
• ATXR5によるH3.1とH3.3の差分認識は,DNA複製中のヘテロクロマチゼーションからH3.3を濃縮した遺伝子を保護する.