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アナフェーズ促進複合体が制御する遺伝子発現と細胞の同一性
Gene expression and cell identity controlled by anaphase-promoting complex.
PMID: 32076268 DOI: 10.1038/s41586-020-2034-1.
抄録
メタゾーンの発生には前駆細胞の強固な増殖が必要であり、これらの細胞のアイデンティティは、厳密に制御された転写ネットワークによって確立される。遺伝子発現は有糸分裂の間に世界的に抑制されるため、細胞のアイデンティティを規定する転写プログラムは各細胞周期で再起動されなければならないが、どのようにしてこれが達成されるのかは十分に理解されていない。ここでは、細胞のアイデンティティを維持するために遺伝子発現と細胞分裂を統合するユビキチン依存性のメカニズムを明らかにした。我々は、活性な間期プロモーターに結合するWDR5とTBPが、有糸分裂中に特定の転写開始部位にアナフェーズ促進複合体（APC/C）をリクルートすることを発見した。これにより、APC/CがヒストンをLys11およびLys48で分岐したユビキチン鎖（K11/K48分岐ユビキチン鎖）で装飾することで、p97（VCPとしても知られている）およびプロテアソームをリクルートし、次の細胞周期における多能性遺伝子の迅速な発現を確実にする。このようにして、有糸分裂の終了と転写の再開始は、単一のレギュレーター（APC/C）によって制御され、細胞分裂を通して細胞の同一性を維持するための強固なメカニズムを提供しています。
Metazoan development requires the robust proliferation of progenitor cells, the identities of which are established by tightly controlled transcriptional networks. As gene expression is globally inhibited during mitosis, the transcriptional programs that define cell identity must be restarted in each cell cycle but how this is accomplished is poorly understood. Here we identify a ubiquitin-dependent mechanism that integrates gene expression with cell division to preserve cell identity. We found that WDR5 and TBP, which bind active interphase promoters, recruit the anaphase-promoting complex (APC/C) to specific transcription start sites during mitosis. This allows APC/C to decorate histones with ubiquitin chains branched at Lys11 and Lys48 (K11/K48-branched ubiquitin chains) that recruit p97 (also known as VCP) and the proteasome, which ensures the rapid expression of pluripotency genes in the next cell cycle. Mitotic exit and the re-initiation of transcription are thus controlled by a single regulator (APC/C), which provides a robust mechanism for maintaining cell identity throughout cell division.