ショウジョウバエにおけるポリコムおよびトリソラックス群タンパク質によって媒介されるクロマチン状態のエピジェネティックな継承

Polycombグループ（PCG）およびTrithoraxグループ（TRXG）のタンパク質は、ホメオティック遺伝子などの主要な発達遺伝子の調節に関与しています。PCGタンパク質は、遺伝子発現の静かな状態を維持し、遺伝子のTRXGはクロマチン開口機能でサイレンシングに対抗します。これらの要因は、ヒストンの翻訳後修飾とヌクレオソーム位置のATP依存性リモデリングを調節することにより、標的クロマチンに作用する多量体複合体を形成します。ショウジョウバエでは、PCGおよびTRXG複合体は、PCGおよびTRXG応答要素（PRESおよびTRES）と呼ばれる特定のDNA要素に補充されます。一度動員されると、これらの複合体は、一次サイレンシングまたは活性化信号の崩壊後でも複数の細胞分裂を通じて継承できるサイレントまたはオープンクロマチン状態を確立できるように見えます。近年、両方の因子グループの多くのコンポーネントが特徴付けられており、その募集の根底にある分子メカニズムと標的遺伝子に対する作用メカニズムは部分的に解明されています。この章では、これらの側面に関する現在の知識を要約し、フィールドでの重要な未解決の質問の概要を示しています。

Proteins of the Polycomb group (PcG) and of the trithorax group (trxG) are involved in the regulation of key developmental genes, such as homeotic genes. PcG proteins maintain silent states of gene expression, while the trxG of genes counteracts silencing with a chromatin opening function. These factors form multimeric complexes that act on their target chromatin by regulating post-translational modifications of histones as well as ATP-dependent remodelling of nucleosome positions. In Drosophila, PcG and trxG complexes are recruited to specific DNA elements named as PcG and trxG response elements (PREs and TREs, respectively). Once recruited, these complexes seem to be able to establish silent or open chromatin states that can be inherited through multiple cell divisions even after decay of the primary silencing or activating signal. In recent years, many components of both groups of factors have been characterized, and the molecular mechanisms underlying their recruitment as well as their mechanism of action on their target genes have been partly elucidated. This chapter summarizes our current knowledge on these aspects and outlines crucial open questions in the field.