ユビキチン特異的プロテアーゼ12および13によるH2Aub1の除去は、シロイヌナズナにおいてポリコムを介した安定な遺伝子抑制に必要であることを明らかにした

Removal of H2Aub1 by ubiquitin-specific proteases 12 and 13 is required for stable Polycomb-mediated gene repression in Arabidopsis.

• Lejon E M Kralemann
• Shujing Liu
• Minerva S Trejo-Arellano
• Rafael Muñoz-Viana
• Claudia Köhler
• Lars Hennig

抄録

背景:

BACKGROUND: Stable gene repression is essential for normal growth and development. Polycomb repressive complexes 1 and 2 (PRC1&2) are involved in this process by establishing monoubiquitination of histone 2A (H2Aub1) and subsequent trimethylation of lysine 27 of histone 3 (H3K27me3). Previous work proposed that H2Aub1 removal by the ubiquitin-specific proteases 12 and 13 (UBP12 and UBP13) is part of the repressive PRC1&2 system, but its functional role remains elusive.

結果:

UBP12とUBP13がPRC1、PRC2、EMF1と協働して刺激応答に関与する遺伝子を抑制することを示す。また、PRC1を介したH2Aub1は遺伝子応答性と関連しており、その抑制機能はPRC2のリクルートを必要としていることを明らかにした。さらに、PRC2リクルートに対するPRC1の要求は、遺伝子の初期発現状態に依存していることを示した。最後に、UBP12/13によるH2Aub1の除去はH3K27me3の欠損を防ぐことを示し、H3K27me3脱メチル化酵素REF6がH2Aub1と正の関係にあることを明らかにした。

RESULTS: We show that UBP12 and UBP13 work together with PRC1, PRC2, and EMF1 to repress genes involved in stimulus response. We find that PRC1-mediated H2Aub1 is associated with gene responsiveness, and its repressive function requires PRC2 recruitment. We further show that the requirement of PRC1 for PRC2 recruitment depends on the initial expression status of genes. Lastly, we demonstrate that removal of H2Aub1 by UBP12/13 prevents loss of H3K27me3, consistent with our finding that the H3K27me3 demethylase REF6 is positively associated with H2Aub1.

結論:

これらのデータは、H2Aub1の沈着が、H3K27me3の沈着と除去によって遺伝子が抑制と活性化を切り替えることを可能にするモデルを提案することを可能にしている。UBP12/13によるH2Aub1の除去は、PRC2を介した安定な抑制を達成するために必要である。

CONCLUSIONS: Our data allow us to propose a model in which deposition of H2Aub1 permits genes to switch between repression and activation by H3K27me3 deposition and removal. Removal of H2Aub1 by UBP12/13 is required to achieve stable PRC2-mediated repression.