染色体上で機能するPRC1の分子構造を解明(A molecular view of PRC1 at work on chromosomes)

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2026-09-15 マックス・プランク研究所

マックス・プランク生化学研究所の研究チームは、遺伝子を抑制する分子複合体「PRC1(Polycomb Repressive Complex 1)」の構造と染色体上での働きを、クライオ電子顕微鏡(cryo-EM)などを用いて明らかにした。PRC1は4つのサブユニットからなる分子機械で、DNAが巻き付いたヌクレオソームに結合し、ヒストンへユビキチンを付加することで特定遺伝子を抑制する。研究では、PRC1の各構成要素がどのように組み合わさり、ヌクレオソームを認識するかを原子レベルに近い構造として可視化した。さらにショウジョウバエを用いた生体内実験により、複合体の構造維持に必要な領域と、標的遺伝子へ誘導する領域を特定した。これにより、PRC1の分子構造、酵素活性、遺伝子標的化の関係が明確になり、Polycombタンパク質の変異による疾患の理解や治療法開発にもつながる基盤的知見となる。

染色体上で機能するPRC1の分子構造を解明(A molecular view of PRC1 at work on chromosomes)
Structural illustration of Polycomb Repressive Complex 1 (PRC1) bound to chromatin. © Illustration: AI-generated image, MPI of Biochemistry

<関連情報>

典型的なPRC1のクライオ電子顕微鏡構造、酵素活性、およびゲノム標的化 Cryo-EM structure, enzymatic activity and genome targeting of canonical PRC1

Maria Ciapponi,Martina Cafiso,Sven Schkölziger,Christian Benda,Jacques Bonnet & Jürg Müller
Nature Structural & Molecular Biology  Published:14 September 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s41594-026-01885-6

Abstract

Canonical Polycomb repressive complex 1 (cPRC1) preserves cell fate decisions by repressing aberrant transcription of developmental regulator genes. We report the cryo-electron microscopy structure of the human cPRC1 holocomplex assembled from RING1B, BMI1, PHC2 and CBX7 bound to an H3K27me3-modified mononucleosome together with the ubiquitin-conjugating enzyme UBCH5C. cPRC1 adopts a compact, highly integrated architecture in which the subunits RING1B, BMI1 and PHC2 form an extended interface that positions UBCH5C on the nucleosome to enable efficient monoubiquitination of histone H2A at K119. This organization is conserved in Drosophila, where mutational analyses identify the PHC2 ortholog Polyhomeotic (Ph) as a central scaffold and targeting factor. The Ph HD domain is required for complex assembly, whereas the Ph SAM domain is dispensable for assembly but essential for cPRC1 recruitment to Polycomb target genes and productive H2A monoubiquitination at these loci.

細胞遺伝子工学
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