細胞核小体内で遺伝子クラスターを静かに保つタンパク質の仕組み(How a protein keeps gene clusters quiet in the cell nucleolus)

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2024-09-27 スイス連邦工科大学ローザンヌ校(EPFL)

EPFLの研究者は、タンパク質ZNF274が遺伝子クラスターを細胞の核小体に固定し、特定の遺伝子を抑制する役割を果たすことを発見しました。ZNF274は、核小体に関連する領域(NADs)に遺伝子をアンカーし、神経発達に関与する遺伝子などの発現を防ぎます。このタンパク質が欠如すると、抑制されていた遺伝子が活性化し、クロマチンの構造変化や3Dゲノムの配置が変わることが確認されました。この研究は、遺伝子発現の誤調整が発達障害や精神疾患に関与する可能性を示唆しています。

<関連情報>

系統特異的遺伝子のクラスターは、ZNF274によって抑制的な核小体周囲のコンパートメントに固定されている Clusters of lineage-specific genes are anchored by ZNF274 in repressive perinucleolar compartments

Martina Begnis, Julien Duc, Sandra Offner, Delphine Grun, […], and Didier Trono
Science Advances  Published:13 Sep 2024
DOI:https://doi.org/10.1126/sciadv.ado1662

細胞核小体内で遺伝子クラスターを静かに保つタンパク質の仕組み(How a protein keeps gene clusters quiet in the cell nucleolus)

Abstract

Long known as the site of ribosome biogenesis, the nucleolus is increasingly recognized for its role in shaping three-dimensional (3D) genome organization. Still, the mechanisms governing the targeting of selected regions of the genome to nucleolus-associated domains (NADs) remain enigmatic. Here, we reveal the essential role of ZNF274, a SCAN-bearing member of the Krüppel-associated box (KRAB)–containing zinc finger protein (KZFP) family, in sequestering lineage-specific gene clusters within NADs. Ablation of ZNF274 triggers transcriptional activation across entire genomic neighborhoods—encompassing, among others, protocadherin and KZFP-encoding genes—with loss of repressive chromatin marks, altered the 3D genome architecture and de novo CTCF binding. Mechanistically, ZNF274 anchors target DNA sequences at the nucleolus and facilitates their compartmentalization via a previously uncharted function of the SCAN domain. Our findings illuminate the mechanisms underlying NAD organization and suggest that perinucleolar entrapment into repressive hubs constrains the activation of tandemly arrayed genes to enable selective expression and modulate cell differentiation programs during development.

細胞遺伝子工学
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