RNAiとヒストンH3K9メチル化による表遺伝子遺伝

科学分野:

• エピジェネティクス
• 分子生物学
• 遺伝学

背景:

• ヒストンの翻訳後の改変 (PTMs) は,細胞型特異的な遺伝子発現に不可欠なエピジェネティック状態を確立する.
• 既存のヒストンの改変を認識し,触媒化する酵素を含むポジティブなフィードバックメカニズムは,これらの状態を維持すると考えられています.
• 以前の研究では,ヒストンPTMベースのポジティブなフィードバックだけでは,追加のインプットなしで表遺伝子遺伝には不十分であることが示されました.

研究 の 目的:

• RNA干渉 (RNAi) とヒストンH3リジン9メチル化 (H3K9me) の結合が,DNA配列とは無関係にエピジェネティックサイレンシングを維持できるかどうかを調査する.
• この結合フィードバックメカニズムが,突然変異を可能にすることなく,野生型の細胞で機能するかどうかを判断する.
• エピジェネティック継承と消去に対する保護における シネージスフィードバックの役割を解明する.

主な方法:

• 分裂酵母シゾサカロミセスの ポンベモデルシステムを利用した.
• siRNA誘発のH3K9meとユークロマティック遺伝子の静止を調査した.
• 二次性 siRNA と H3K9me3 の拡散を分析した.
• RNAiとH3K9meの必要性を評価した.
• ヒストンの脱メチル化とアルレル間の相互作用が静音安定性に及ぼす影響を調べた.

主要な成果:

• siRNA誘発のH3K9meと遺伝子サイレンシングは,野生型の分裂酵母における複数の細胞分裂の間にシスで表遺伝的に受け継がれることが示された.
• 遺伝は,二次 siRNA と H3K9me3 が標的遺伝子および周辺領域に広がることを含んでいる.
• RNAiとH3K9meの両方がサイレンス維持に必要であることを確認しました.
• ヒストンPTMフィードバックによってのみ維持される静音化は,H3K9脱メチル化または対アレル相互作用によって消去される.

結論:

• RNAi機構は,DNA配列または有効変異から独立して,世代を超えた表遺伝子遺伝を媒介する.
• siRNAとH3K9meのポジティブなフィードバックループの結合は,シネージー的に作用し,表遺伝的静止を維持します.
• このシネジスティックメカニズムは,エピジェネティック・アレルを消去から保護し,エピジェネティック・メモリにおけるその重要性を強調します.