ポリコム複合体の自律的分解による転写活性化機構の解明~PRC1がCpGアイランドのPRC2を分解~

ad

2025-09-09 理化学研究所

理研らの研究チームは、遺伝子発現を抑制するポリコム複合体(PRC)の転写活性化への切り替え機構を解明した。ES細胞やマウスを用いた解析により、PCGF1-PRC1複合体がCpGアイランド上でPRC2の構成因子EEDをユビキチン化し、プロテアソーム分解を誘導することを発見。これにより、分化過程でそれまで抑制されていた標的遺伝子群が転写活性化に移行する仕組みが明らかになった。特にPCGF1-PRC1に含まれるSKP1Aが重要で、欠損細胞ではポリユビキチン化やPRC2分解が阻害され、発生に必要なMeis2遺伝子などの発現が抑制されたままになることが示された。これにより、CpGアイランドがプロテアソーム結合の足場として機能し、PRC1によるPRC2分解が遺伝子発現制御に不可欠であることが判明した。本成果は、ES/iPS細胞の分化制御や再生医療、がん研究に資する基盤的知見となり得る。成果はMolecular Cellに掲載された。

ポリコム複合体の自律的分解による転写活性化機構の解明~PRC1がCpGアイランドのPRC2を分解~
本研究で明らかにしたポリコム複合体PCGF1-PRC1による転写抑制解除機構の概要

<関連情報>

ポリコム複合体によって沈黙化された遺伝子に結合したSKP1AはPRC2の分解を媒介し、その活性化を事前条件付ける SKP1A bound to Polycomb-silenced genes mediates degradation of PRC2 and preconditions their activation

Takashi Kondo ∙ Shinsuke Ito ∙ Junichiro Takano ∙ … ∙ Osamu Ohara ∙ Manabu Nakayama ∙ Haruhiko Koseki
Molecular Cell  Published:August 25, 2025
DOI:https://doi.org/10.1016/j.molcel.2025.08.004

Highlights

  • PCGF1-PRC1 associates with SKP1A to regulate the CGI proteome
  • SKP1A degrades EED on CGIs to activate repressed genes
  • Proteasomal activity is involved in regulation of developmental genes

Summary

Polycomb group (PcG) proteins are repressors of developmental genes. Paradoxically, the same PcG proteins also function in gene activation via mechanisms that are not yet fully understood. Here, we found that SKP1A, an essential factor of SKP1A/CUL1/F-box (SCF) ubiquitin ligases and Polycomb-repressive complex 1 (PRC1) containing PCGF1 (PCGF1-PRC1), mediates the link between PcG-dependent gene regulation and ubiquitin proteasomal degradation. By using differentiating mouse embryonic stem cells and the midbrain of developing mouse embryos, we found that SKP1A removes EED, a core component of PRC2 that is bound to PcG-target-gene promoters, via proteasomal degradation, and it thereby sensitizes these genes for subsequent activation. In summary, we reveal here a previously unknown role of SKP1A in preconditioning activation of PcG-target genes via the proteasomal degradation of PRC2. This indicates that SKP1A-containing PCGF1-PRC1 may contribute to confer reversibility on PcG-mediated gene silencing for spatiotemporal regulation of target genes.

細胞遺伝子工学
ad
ad
Follow
ad
タイトルとURLをコピーしました