PRC1 core component: RING1

PRC1 RING-sormiproteiinit koostuvat kahdesta kladista (Additional file 2), RING1:stä ja BMI1:stä, joille molemmille on ominaista konservoitunut RING- ja RING-sormi- ja WD40-assosioituneiden ubikvitiinityyppisten Ubiquitin-Like-domeenien (RING and WD40 associated Ubiquitin-Like (RAWUL) domains) konservoitunut yhdistelmä (kuvat 2 ja 3). PRC1-kompleksin kirjoittajien ubikitiiniligaasiaktiivisuus perustuu niiden RING-domeeniin . Eläimillä RING1b on keskeinen H2Aub-kirjoittaja, kun taas RING1a:lla on vähäinen rooli. BMI1:llä ei ole E3-ligaasiaktiivisuutta, mutta se voi vakauttaa ja tehostaa RING1b:n toimintaa . Arabidopsiksessa sekä AtRING1a/b- että AtBMI1a/b/c-perheet voivat katalysoida H2Aubia. Kasvullisessa vaiheessa AtRING1a/1b voi tukahduttaa kasvullisen siirtymisen alkionsiirtymästä alkionsiirtymään ja ektooppisen meristemimuodostuksen pääasiassa tukahduttamalla alkion master-säätäjien ja kantasolujen säätäjien virheellistä ilmentymistä . Lisääntymisvaiheessa Arabidopsiksen kaksoismutantilla ring1a;ring1b on erittäin suuri määrä kukkaelimiä ja voimakkaita fenotyyppejä, joissa näkyy dramaattisesti turpoava gynoecium ja täysin steriili . Sekä AtRING1a että AtRING1b voivat kontrolloida kukkavarren kantasolujen ylläpitoa ja asianmukaista karpin kehitystä tukahduttamalla KNOX-I:n ilmentymistä . RING1a/b-mutaatio voi aiheuttaa varhaisen vegetatiivisen vaiheen siirtymisen säätelemällä H2Aub-tilaa SPL-lokuksessa .

Kuva 2
kuvio2

Vihreän linjan RING1-proteiinien fylogeneettinen puu . Kasvien RING1-homologeja esiintyy levistä korkeampiin kasveihin, ja ne ryhmiteltiin kolmeen kladiin: ryhmä-I siemenkasvit, ryhmä-II sammalet-sammalet ja ryhmä-III levät. RING- ja RAWUL-domeenit ovat RING1-proteiinien

Kuvio 3
kuvio3

Vihreän linjan BMI1-proteiinien fylogeneettinen puu. Kasvien BMI1-homologeja esiintyy levistä korkeampiin kasveihin, ja ne ryhmiteltiin kahteen kladiin: Ryhmän I BMI1a/1b homologit, joita esiintyy levistä korkeampiin kasveihin, ja ryhmän II BMI1c homologit erityisesti Cruciferae-heimossa. RING- ja RAWUL-domeenit ovat BMI1-proteiinien olennaisia piirteitä

Fylogeneettisessä puussa kasvien RING1-proteiinit voidaan jakaa kolmeen haaraan: siemenkasvit (ryhmä-I), sammalet-sammalet (ryhmä-II) ja levät (ryhmä-III, kuva 2). RING1-homologien fylogeneettinen suhde on yhdenmukainen kasvien evoluution kanssa. RING1:ssä on tapahtunut yksi ja kaksi duplikaatiota eudikot- ja monikot-esivanhemmissa. Useimmilla RING1-proteiineilla on kussakin lajissa kaksi kopiota, mutta PtRING1 ja ZmRING1 esiintyvät neljänä kopiona ja BrRING1 esiintyy kolmena kopiona. Kopioitumistapahtuma voi kuitenkin tapahtua monokotyypin ja dikotyypin erottamisen jälkeen. Eudikottien RING1-proteiineilla on samanlainen domain-organisaatio (kuva 2). Yksisirkkaisten RING1-proteiineja edustavat vain Poaceae-kasvit, joilla on vain vähän vaihtelevia domeeniorganisaatioita. Tyypillinen RING-domeeni, POU, joka on kaksiosainen DNA:ta sitova domeeni, ja Ras Exchanger Motif löytyvät myös ZmRING1a:sta, Agrobacterium VirD5 -proteiinista, ja Spectrin-repeats-domeenit näkyvät BdRING1b:ssä. Prionidomeeni esiintyy OsRING1b:ssä. Kiehtovaa kyllä, POU-domeeni tunnistettiin ensimmäisen kerran kasveissa. Ryhmä-II esiintyy saniaisissa ja Physcomitrella patensissa, kun taas ryhmä-III esiintyy kahdessa levässä. Molemmat näistä ryhmistä ovat kuitenkin hyvin konservoituneita domeeniorganisaatioissa.

PRC1:n ydinkomponentti: BMI1

Kolme BMI1:n kaltaista proteiinia, AtBMI1a, AtBMI1b ja AtBMI1c, esiintyy Arabidopsiksessa . BMI1:n puute (atbmi1a;atbmi1b kaksoismutantti) aiheuttaa alkion kaltaisen rakenteen vegetatiivisessa vaiheessa ja suuren määrän kukkaelimiä lisääntymisvaiheessa, mikä ominaisuus on havaittu samalla tavalla kaksoismutantissa ring1a;ring1b . RING1-proteiinien tavoin BMI1a/1b toimii PRC1-kirjoittajina H2Aubille ja koordinoi PRC2-välitteisen H3K27me3:n kanssa solun identiteetin ylläpitämiseksi . AtBMI1a/1b toimii E3-ubikitiiniligaasina ja osallistuu kuivuusvasteeseen . MIR156A ja MIR156C ovat myös AtBMI1:n kohdegeenejä, jotka säätelevät vihannesten siirtymistä tuottavaan kehitykseen . Erityisesti AtBMI1c toimii imprintoituneena geeninä, joka ilmentää maternaalisesti alleelia endospermissä, mutta bilalleaalisesti stamenissa . BMI1-proteiineja voidaan tunnistaa kaikissa kasveissa ja Volvox carteri -levässä, mutta ei Ostreococcus lucimarinus -levässä tai Chlamydomonas reinhardtii -levässä; lisäksi BMI1 jaetaan kahteen ryhmään, nimittäin BMI1a/1b- ja BMI1c-homologeihin (kuva 3). Kaikki BMI1:t sisältävät hyvin konservoituneita RING- ja RAWUL-domeeneja lukuun ottamatta BsBMI1a:ta, PtBMI1d:tä ja OrBMI1b:tä, OrBMI1b:stä puuttuu RAWUL-domeeni. BMI1:ien sekvenssin pituus on yleensä 350-550 aa, mutta FvBMI1c:ssä on 974 aa:n pituinen sekvenssi, jonka C-terminaali on ylipitkä. Kaksisirkkaiset kasvit sisältävät kolme kopiota BMI1:stä, paitsi poppeli ja puuvilla viisi kopiota ja oranssi kaksi kopiota. Kaikilla BMI1a/1b-proteiineilla on samanlainen domain-organisaatio, mutta ThBMI1b:llä on toinen TIM-fosfaattia sitova motiivi RING-domeenin vieressä; lisäksi BdBMI1d:llä on kromosomien rakenteellisen ylläpidon (Structural Maintenance of Chromosomes, SMC) proteiinien joustava saranamotiivi (Flexible nivel motiivi), joka on vastuussa DNA:n dimerisaatiosta ja dynaamisten SMC:n ja DNA:n välisten vuorovaikutussuhteiden oleellisena määrittäjänä . Erittäin konservoitunut AtBMI1c ja sen homologit löytyvät vain Cruciferasta (kuva 3).

RAWUL-domeeni tunnistettiin ensimmäisen kerran PRC1:n RING-sormiproteiineista, RING1- ja BMI1-perheistä, ja se on konservoitunut kasveissa ja matoissa . RAWUL-domeeni voi osallistua epigeneettiseen säätelyyn sitoutumalla PRC1:een tai muihin tekijöihin. Nisäkkäillä RAWUL:n on osoitettu sitoutuvan Ph-homologeihin, vaikka tätä ilmiötä ei ole toistaiseksi vahvistettu. RAWUL-domeeni voi siis sitoutua muihin histonien ubikvitinaatioon osallistuviin proteiineihin. Sanchez-Pulido et al. ehdottivat, että jotkin muut proteiinit osoittavat PRC1:n histoniubikitinaatiofunktioita . Arabidopsis HTA10:ssä on konservoitunut PKKT-konsensussekvenssi . Maissin ubikvitinoitunut H2A voi osallistua H2A:n ubikitinaatioon . Viljan RAWUL-proteiini Gnp4/LAX2 säätelee viljan pituutta auxiinisignaalireitin kautta häiritsemällä OsIAA3-OsARF25 . RAWUL-domeeni voi muodostaa proteiini-proteiini-interaktiomoduulin AL6:n N-terminaalin PAL-domeenin kanssa, joka on PRC1:n assosioitunut tekijä .

RAWUL-domeeni ei ole erittäin konservoitunut eläinten ja kasvien välillä. RING1a/1b-homologien sekvenssikohdistusanalyysi osoittaa kuitenkin, että domeenit ovat huomattavasti konservoituneet alemmista kasveista korkeampiin kasveihin, ja BMI1a/1b/1c:stä puuttuu β5. RING-proteiinit (BrRING1b, ZmRING1b ja SmRING) ja BMI1-proteiinit (AtBMI1c, BsBMI1a, OrBMI1b ja VcBMI) eivät sisällä RAWUL-domeeneja (kuvat 2 ja 3, lisätiedosto 3). RING- ja RAWUL-domeeni ovat mahdollisesti RING1- ja BMI1-perheiden erityisiä domeeneja.

PRC1 Ydinkomponentti: LHP1

Arabidopsiksessa transkription aktivaattori ja repressori LHP1 tunnistetaan ensimmäisen kerran Drodophilan Heterokromatiiniin assosioituneen proteiini 1:n (HP1) homologiksi, joka sitoutuu PRC2:n asettamiin H3K27m3-markkereihin ja katalysoi monoubikvitinaatiota histoni H2A:n lysiinillä 119 . LHP1:llä voi olla vastaava rooli kuin kärpäsen Pc:llä PRC1:n kaltaisessa kompleksissa . LHP1 sisältää kaksi tyypillistä domeenia, Chromatin Organization Modifier (CHROMO) -domainin, joka on välttämätön H3K27me3:n sitoutumispesifisyydelle , ja Chromo Shadow (ChSh) -domainin . Toisin kuin eläinperäinen vastineensa, LHP1 sijaitsee pääasiassa euchromatiinissa . Fern LHP1:n lokalisaatiota ja pidättymistä säätelevät erilliset domeenit, ja sen pidättymisen nukleoliin ja kromokeskuksiin takaa ChSh-domeeni . P. patens PpLHP1 on vuorovaikutuksessa PpCMT:n kanssa niiden kromodomeenien kautta . PRC1-lukijana kasveissa LHP1 kontrolloi useita kehityspolkuja, jotka liittyvät elinten kehitykseen, solujen kokoon ja vegetatiivisen vaiheen siirtymiin lisääntymisvaiheeseen .

LHP1:n homologit käyvät läpi myös kasvien evoluutiota . Erillisten CHROMO- ja ChSh-domeenien lisäksi jotkin LHP:t sisältävät muita erillisiä motiiveja (kuva 4). Esimerkiksi poppelin LHP1:llä on ylimääräinen CDC37-domeeni niiden N-terminaalissa, ja AtLHP1 käsittää ylimääräisen B5-domeenin, joka esiintyy fenyylialaniini-tRNA-syntetaasin β-alayksiköissä. OsLHP1 koostuu toisesta proteiiniperheeseen liittyvästä peptidiketjujen vapautumistekijöiden domeenista; lisäksi tällä domeenilla on tärkeä rooli vastasyntetisoiduissa polypeptidiketjuissa, jotka vapautuvat peptidyyli-tRNA:sta . BdLHP1 sisältää toisen ER-kalvoproteiinin SH3, joka liittyy kalvolokalisoituneisiin chaperoneihin. PpLHP1 sisältää ylimääräisen ostepontin-domeenin.

Kuva 4
kuvio4

Vihreän linjan LHP1-proteiinien fylogeneettinen puu. Kasvien LHP1-homologeja esiintyy korkeammissa kasveissa, ei levissä. CHROMO- ja CHSH-domeenit ovat LHP1-proteiinien olennaisia piirteitä

PRC1:een liittyvä tekijä: EMF1

EMF1 ja VRN1 esiintyvät erityisesti kaksisirkkaisissa lajeissa . Sekä EMF1 että VRN1 ovat sekvenssispesifisiä DNA:ta sitovia proteiineja, jotka säätelevät geeniekspressiota kukkaelinten kehityksen aikana. Aubert et al. pitivät EMF1:tä uutena proteiinina, joka osallistuu versoarkkitehtuurin ja kukinnan hallintaan Arabidopsiksessa; lisäksi EMF1:n toimintakyvyttömyysmutantit aiheuttavat nopeutetun alkionkehityksen siirtymisen lisääntymiskykyyn . EMF1 ja EMF2 osallistuvat kukan homeoottisten geenien PcG-välitteiseen vaimentamiseen ja ovat ratkaisevia kasvullisen kehityksen kannalta . EMF1, ATX1 ja ULT1 voivat yhdessä ylläpitää kromatiinin eheyttä ja estää siemengeenien ennenaikaisen ilmentymisen itämisen jälkeen . EMF1 liittyy H3K27me3:n lukijaan, jota tarvitaan H3K27me3 . EMF1, LHP1 ja histoni H3 lysiini-4-demetylaasi voivat muodostaa EMF1c-kompleksin, jolla on tärkeä rooli MIR172:n ja Flowering Locus T:n (FT) säätelyssä .

Kullakin lajilla on yksi EMF1-homologinen geeni lukuun ottamatta kurkkua, puuvillaa ja Eutremaa, joilla on kaksi geeniä, ja kaalia, jolla on neljä geeniä. Fylogeneettinen analyysi osoittaa, että EMF1-geenit ovat hyvin konservoituneita kaksisirkkaisissa lajeissa, mutta niistä saattaa puuttua edustavia tai ehjiä domeeneja Pfam- ja SMART-tietokannassa. Proteiinien sekvenssikohdistus viittaa kuuteen konservoituneeseen motiiviin, erityisesti motiiveihin 4, 5 ja 6 (Kuva 5, Lisätiedosto 4), joiden funktioita ei tunneta.

Kuva 5
kuvio5

Vihreän linjan EMF1-proteiinien fylogeneettinen puu. Kasvien EMF1-homologeja esiintyy vain kaksisirkkaisissa kasvilajeissa. Kasvien EMF1-proteiineissa havaitaan kuusi motiivia

PRC1:een liittyvä tekijä: VRN1

VRN1 ja VAL1/2/3 ovat PRC1:n kasvispesifisiä komponentteja, ja ne ovat kasvispesifisen B3-domeenin transkriptiotekijäperheen alaluokkia (lisäfile 5). EMF1:n tavoin Arabidopsiksen VRN-geenit voivat välittää vernalisaatiota ja niillä on merkittävä rooli kasvullisen vaiheen siirtymisessä lisääntymisvaiheeseen vasteena pitkittyneelle kylmäkäsittelylle. VRN1 lokalisoituu tumaan ja on sekvenssi-epäspesifinen DNA:n sitoutumisessa, kohdentumisessa FLC:hen ja FT2 . Loss-of-function-mutantit osoittavat samanlaisia fenotyyppejä kuin muut PRC1-mutantit .

VRN1 ja sen homologit on ryhmitelty kahteen kladiin, AtVRN1a/RTV1 ja AtVRN1b/1c/1d. B3-domeeni on mahdollisesti VRN1-perheen erityinen domeeni (71, kuva 6). AtVRN1:lle, joka tässä tutkimuksessa on nimetty AtVRN1a:ksi, on ominaista kaksi B3-domeenia, sitä esiintyy vain korkeammissa kasvilajeissa ja se sitoutuu spesifisesti DNA:han . Tässä tutkimuksessa Arabidopsiksesta on tunnistettu viisi VRN1-homologia, ja BlastP:llä on löydetty useita homologeja myös muista kaksisirkkaisista kasveista. Domeenin organisointi osoitti, että AtVRN1a ja sen homologit koostuvat kahdesta B3-domeenista (kuva 6). AtRTV1:llä, AtVRN1b/1c/1d:llä ja niiden homologeilla, jotka esiintyvät pääasiassa ryhmässä II, häviää toinen B3-domeeni, joka voi olla tärkeä niiden toiminnalle. Tämä domeeni on korvattu BfiI_C_EcoRII_N_B3-superperheellä, joka sisältää IIE-tyypin rajoitetun endonukleaasi EcoRII:n kaltaisten proteiinien N-terminaalisen DNA:ta sitovan domeenin, IIS-tyypin rajoitetun endonukleaasi BfiI:n kaltaisten proteiinien C-terminaalisen DNA:ta sitovan domeenin ja kasvispesifisiä B3-proteiineja .

Kuva 6
kuvio6

Vihreän linjan VRN1-proteiinien fylogeneettinen puu. Kasvien VRN1-homologit esiintyvät vain kaksisirkkaisissa kasveissa, ja ne ryhmiteltiin kahteen kladiin: Ryhmä-I AtVRN1a/RTV1 ja ryhmä-II AtVRN1b/1c/1d. B3-domeeni on kasvien VRN1-proteiinien

PRC1-assosioituneen tekijän olennainen ominaisuus: VAL1/2/3

VAL-proteiineja, jotka on tunnistettu transkriptionaaliseksi repressoriksi, tarvitaan alkion geenien ilmentymisen globaaliin tukahduttamiseen . Va l1 val2 -kaksoismutaation taimet voivat muodostaa alkion kaltaisia lisääntymiä juurissa ja apikaalimeristemissä, mutta eivät lehdissä. Val2/val3-mutaatioilla on samanlaisia dominoivia vaikutuksia kuin val1-homotsygoottisilla mutanttikasveilla . Val1-mutanteissa 39 prosenttia FUSCA3-säätimen transkripteistä on alentunut, kun taas LAFL-verkoston keskeiset transkriptiotekijät eivät ole. Kaikki VAL1:n oletetut kohteena olevat transkriptiot toimivat epigeneettisen ja/tai transkriptionaalisen repression kautta . Lisäksi VAL1 ja VAL2 osallistuvat vernalisaatioon PcG:n kautta. VAL-proteiinit toimivat yhdessä BMI1:n kanssa H2AK119:n monoubikvitylaation välittäjinä ja käynnistävät siementen kypsymisgeenien repression . VAL-proteiinit välittävät repressiota rekrytoimalla histonideasetylaasikompleksin LEC1/AFL-geeneihin . VAL1 repressoi FLC-transkriptiota edistämällä histonideasetylaatiota . VAL1 downreguloi AGL15:tä H3K27me3:n laskeutumisella AGL15:n ylävirran sekvensseihin .

Lukuun ottamatta B3- ja zf-CW-domeeneja, jotka ovat mahdollisia VAL1/2/3-perheen erikoisdomeeneja, useimmilla VAL1/2/3-homologeilla on ylimääräisiä sinkkisormimotiiveja, kuten PHD- ja ZnF-GATA- motiiveja, 3′-terminaalissa (kuva 7). VAL1-B3-domeeni on välttämätön vuorovaikutuksessa AGL15:n ja FLC:n kanonisen Sph/RY-elementin kanssa. zf-CW-domeeni kuuluu epigeneettisen säätelyn histonimodifikaatioiden lukijamoduuleihin . Tässä tutkimuksessa VRN1-perhettä esiintyy vain kaksisirkkaisissa kasveissa (kuva 6), ja sen homologit sisältävät yhden tai kaksi B3-domeenia. Sen sijaan VAL1/2/3-proteiineja esiintyy levistä angiospermeihin, ja niissä on vain yksi B3-domeeni. Lisäksi VAL1/2/3-proteiinit voidaan ryhmitellä kolmeen ryhmään (kuva 7). Ryhmän I sisältäviä VAL1-homologeja esiintyy vain kaksisirkkaisissa kasveissa; ryhmän II sisältäviä VAL2-homologeja ja ryhmän III sisältäviä VAL3-homologeja esiintyy sekä kaksisirkkaisissa että yksisirkkaisissa kasveissa. Kuten tuloksemme osoittavat, levissä ja saniaisissa on vain yksi VAL-homologinen proteiini, kun taas sammalissa on viisi jäsentä ja O. lucimarinuksessa ei yhtään.

Kuvio 7
kuvio7

Vihreän linjan VAL1/2/3-proteiinien fylogeneettinen puu. Kasvien VAL1/2/3-homologeja esiintyy levistä korkeampiin kasveihin, ja ne ryhmiteltiin kolmeen kladiin: Ryhmän I VAL1-homologit esiintyvät kaksisirkkaisissa kasveissa ja ryhmän II VAL2- ja ryhmän III VAL2-homologit angiospermeneissä. B3- ja zf-CW-domeenit ovat kasvien VAL1-proteiinien

PRC1-assosioituneen tekijän olennaisia ominaisuuksia: AL1-7

AL-proteiinit, joilla on konservoitu PHD-domeeni, tunnistettiin transkriptiotekijäksi . Arabidopsis Alfin-proteiineja pidetään H3K4me2/3-lukijoina ja ne toimivat AtRING1:n ja AtBMI1:n uusina kumppaneina . AL-proteiini osallistuu moniin kehitysprosesseihin, kuten MsPRP2-ekspression tehostamiseen sinimailasen juurissa, ja se edistää suolan sietokykyä . Arabidopsiksessa sekä AL1 että AL5 voivat sitoutua kohdegeenien promoottorialueisiin ja tukahduttaa useita negatiivisia tekijöitä antaakseen abioottisen stressin sietokyvyn . Arabidopsiksen AL6 on osallisena juurikarvojen pidentymiseen liittyvien transkriptien ilmentymisen säätelyssä fosfaattinälässä; lisäksi tämä prosessi johtuu sen PHD-domeenista, joka voi sitoutua H3K4me3:een, joka on epigeneettinen säätelystrategia alhaisen fosfaatin saatavuuden vuoksi . AtAL7:llä on kuitenkin negatiivinen rooli suolan sietokyvyssä . Tässä tutkimuksessa AL- ja ING-perheet jakavat PHD-domeenin, ja fylogeneettinen puu osoittaa, että ne kuuluvat eri haaroihin, mikä viittaa niiden läheiseen sukulaisuuteen (lisätiedosto 6). AL-perhe on suurin PRC1:een liittyvä tekijäperhe. Arabidopsiksessa on seitsemän AL:ää, jotka voidaan jakaa kolmeen ryhmään, AtAL1/2, AtAL3/4/5 ja AtAL6/7 . Tässä tutkimuksessa siemenkasvien AL-proteiinit voidaan jakaa kolmeen ryhmään, jotka ovat ryhmä-I (AL1/2), ryhmä-II (AL3/4/5) ja ryhmä-III (AL6/7). Siemenkasvien AL-proteiinit sijaitsevat fylogeneettisen puun alaosassa (kuva 7). Maissi ja puuvilla sisältävät enemmän AL-proteiinien jäseniä kuin muut lajit.

Lukuun ottamatta FvAL5:tä, joka käsittää 687aa ja jossa on kolme Alfin-domeenia ja yksi PHD-domeeni, useimmat kasvit ovat erittäin konservoituneita domeeniorganisaatioiden eli yhden Alfin-domeenin ja PHD:n suhteen, ja niiden sekvenssin pituus on noin 230-300aa. (Kuva 7, lisätiedosto 1). Yksi Alfin- ja PHD-domeeni, AL-perheen erityinen domeeni, on jakautunut proteiinien N- tai C-päätteeseen. AL2- ja AL7-proteiinien Alfin-domeenissa sijaitseva PAL-motiivi voi sitoutua RING1:een ja BMI1:een. PHD-sormiproteiineja esiintyy yleisesti eukaryooteissa, ja ne toimivat keskeisinä toimijoina transkription ja kromatiinin rakenteen säätelyssä . PHD-sormia tarvitaan H3K4me3/2:n sitoutumiseen AL- ja ING-perheissä .

PRC1-assosioitunut tekijä : ING1/2

AL-proteiineja esiintyy vain kasveissa, kun taas ING-proteiinit ovat laajalti levinneet hiivassa, eläimissä ja kasveissa. ING tunnistettiin ensimmäisen kerran nisäkkäillä, ja kaikki viisi ING-proteiinia voivat sitoutua H3K4me3/2:een PHD-sormien kautta ja toimia histonimodifikaatioiden osatekijöinä . Näitä proteiineja on kuitenkin tutkittu harvoin kasveissa. Samoin kuin AL-proteiinit, konservoidut AtING-proteiinit voivat tunnistaa H3K4me3/2:n PHD-sormien välityksellä, mutta AtING:n biologisia tehtäviä ei tunneta .

Useimmissa kasveissa on kaksi ING-geeniä (Kuva 8). ING-proteiineilla on N-terminaalinen ING-domeeni, joka sitoutuu modifioimattomiin H3:n häntäosiin, ja C-terminaalinen PHD-domeeni, joka on välttämätön H3K4me2/3:n sitoutumiselle . Aiemmista töistä poiketen me tunnistimme VcING1/2-, OlING1- ja CrING1/2-homologit viherlevistä. VcING2:n ja CrING2:n PHD-sormet on korvattu Tudor-domeeneilla, jotka osallistuvat myös proteiini-proteiini-interaktioihin. Tudor-domeeni voi sitoutua arginiini-glysiinirikkaiden sekvenssien symmetrisesti dimetyloituihin arginiineihin ja Lys20:n kohdalla dimetyloituun histoni H4:ään .

Kuva 8
kuvio8

Vihreän linjan ING1/2-proteiinien fylogeneettinen puu. Kasvien ING1/2-homologeja esiintyy levistä korkeampiin kasveihin, ja ne ryhmiteltiin kahteen kladiin: Ryhmän I ING1-homologit, joita esiintyy levistä korkeampiin kasveihin, ja ryhmän II ING2-homologit korkeammissa kasveissa. ING- ja PHD-domeenit ovat kasvien ING1-proteiinien

PRC1-assosioituneen tekijän olennaisia ominaisuuksia: EBS/SHL

EBS ja SHL ovat BAH-domeenin sisältäviä proteiineja , joita esiintyy vain kasvikunnassa ja jotka ovat laajalti levinneet alemmista kasveista korkeampiin kasveihin (kuva 1, ). Arabidopsiksen EBS-proteiinit ovat negatiivisia transkriptionaalisia säätelijöitä, ja ebs-mutaatiot johtavat varhaisen kukinnan fenotyyppeihin . EBS ja SHL sitoutuvat eri kukkaintegraattoreihin, EBS säätelee FT:tä ja SHL tukahduttaa SOC1:tä . EBS ja SHL toimivat redundantisti siementen lepotilan säätelyssä . EBS/SHL ovat H3K27me3:n lukijoita, jotka voivat myös sitoa H3K4me3:a .

EBS/SHL-proteiinit, jotka on ryhmitelty kahteen kladiin (ryhmä-I EBS-homologit ja ryhmä-II SHL-homologit). Ryhmä-I esiintyy korkeammissa kasveissa, mutta ryhmä-II vain angiospermeneissä. Kolme EBS-homologia, sammalista peräisin oleva PpEBSe/d/f ja levistä peräisin olevat EBS/SHL-homologit ovat fylogeneettisen puun alaosassa. Useimmissa lajeissa on yksi SHL-kopio, mutta useita EBS-kopioita, kuten poppelissa, puuvillassa ja sammalissa (kuvat 1 ja 9). EBS/SHL-proteiinit ovat hyvin konservoituneita pituudeltaan, joka vaihtelee 199 ja 336 aa:n välillä (useimmat ovat noin 220 aa:n pituisia), ja domeeniorganisaatioltaan, N-terminaalinen BAH-domeeni ja C-terminaalinen PHD-domeeni (kuva 9). PHD-sormi liittyy H3K4me2/me3:een, ja BAH-domeeni lukee H3K27me2/me3-merkkiä. Yleisesti ottaen H3K4me3 korreloi transkription aktivoitumisen kanssa, kun taas H3K27me3 korreloi geenien vaimentamisen kanssa kasveissa ja eläimissä. EBS:llä on BAH-domeeni ja PHD-domeeni, jotka lukevat H3K27me2/me3- ja H3K4me/me3-merkkejä ja vaikuttavat niihin. Lisäksi BAH-domeeni, ei PHD-sormi, välittää SHL:n tai EBS:n vuorovaikutusta EMF1:n kanssa . BAH-H3K27me3- ja PHD-H3K4me3-vuorovaikutukset ovat tärkeitä SHL:n välittämässä kukinnan tukahduttamisessa . EBS/SHL tasapainottaa aktiivisia ja repressiivisiä kromatiinitiloja.

Kuva 9
kuvio9

Vihreän linjan EBS/SHL-proteiinien fylogeneettinen puu. Kasvien EBS/SHL-homologeja esiintyy levistä korkeampiin kasveihin, ja ne ryhmiteltiin kahteen kladiin: Ryhmän I EBS-homologit, joita esiintyy korkeammissa kasveissa, ja ryhmän II SHL-homologit, joita esiintyy angiospermaattisissa kasveissa. BAH- ja PHD-domeenit ovat kasvien EBS/SHL-proteiinien

olennaisia piirteitä.

Articles

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.