MBD5とMBD6は,Jドメインタンパク質SILENZIOを通じた遺伝子サイレンスへのDNAメチル化をカップル化する

Lucia Ichino^1,2, Brandon A Boone^1,2, Luke Strauskulage^3,4

¹Molecular Biology Institute, University of California Los Angeles, Los Angeles, CA 90095, USA.

Science (New York, N.Y.)

|June 4, 2021

まとめ

アラビドプシスの2つのメチル-CpG結合ドメインタンパク質であるMBD5とMBD6は,冗長的に遺伝子とトランポゾンを抑制する. 彼らはDNAメチル化の下流で遺伝子サイレンスを実現するために SILENZIOという Jドメインのタンパク質と分子チャペロンを採用します

科学分野:

分子生物学
エピジェネティクス
植物学

背景:

DNAメチル化は,真核生物における遺伝子発現を調節する重要なエピジェネティックメカニズムである.
DNAメチル化誘発による転写抑制を媒介する下流経路は完全に理解されていません.
メチル-CpG結合領域 (MBD) のタンパク質は,DNAメチル化の効果を媒介することが知られている.

研究の目的:

アラビドプシスのDNAメチレーション媒介遺伝子静止経路に関与する新しいタンパク質を特定し,特徴づけること.
MBDタンパク質が転写抑制に寄与するメカニズムを解明する.
エピジェネティック遺伝子サイレンシングにおける Jドメインタンパク質の役割を調査する.

主な方法:

アラビドプシスのMBDタンパク質 (MBD5とMBD6) の識別と特徴付け
野生型と変異型アラビドプシスの遺伝子発現とDNAメチル化レベルの分析
MBDタンパク質,SILENZIO,HSP70sを含むタンパク質とタンパク質の相互作用を研究する生化学的測定法.
SILENZIOの機能分析は,機能喪失と機能獲得のアプローチを用いて行われました.

主要な成果:

メチル化DNA (CGメチル化) に結合する2つのMBDタンパク質,MBD5とMBD6が特定されました.
MBD5とMBD6は,DNAメチル化レベルを変えることなく,アラビドプシスの遺伝子とトランポゾンの一部を過剰に抑制する.
これらのMBDタンパク質は,転写抑制剤として機能するJ領域タンパク質,SILENZIOを誘導する.
SILENZIOはHSP70sとJドメインで相互作用し,この相互作用は静音機能に不可欠です.

結論:

MBD5とMBD6はメチルリーダとして作用し,DNAメチル化の下流で遺伝子サイレンスを開始します.
Jドメインのタンパク質であるSILENZIOは,MBDタンパク質によって採用される転写抑制剤として作用する.
この研究は,エピジェネティック遺伝子サイレンシング経路における分子チャペロンJドメインタンパク質の新たな役割を明らかにし,チャペロン機構を通じてDNAメチル化とクロマチンの調節を結び付けています.

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