レチノイン酸受容体は、多様な間隔とトポロジーを持つ結合要素を通してマウスゲノムを認識します

レチノイン酸受容体（RARS）は、レチノイドX受容体（RXR）でヘテロダイマー化し、標的遺伝子の調節領域でRA応答要素（RARE）に結合します。限られたra調節遺伝子のセットに関する以前の研究では、1、2、または5ヌクレオチド（DR1、DR2、DR5）で分離されたコンセンサスRGKTCAの直接的な繰り返しとして標準的なレアが定義されていますが、マウスエンボリオイド体またはF9エブリオン癌細胞では、DRの大規模な補強材を描写した領域を繰り返します。組換えRAR-RXRは、これらの非標準間隔でin vitroでDR2およびDR5に匹敵する親和性を結合します。ほとんどのDR8要素は、DR2およびDR0間隔を持つ3つのハーフサイトで構成されています。この特定のハーフサイト組織は、以前に認識されていなかったが頻繁なRAR結合要素の署名を構成します。機能アッセイでは、DR8およびIR0要素は独立したレアとして機能しますが、DR0はそうではありません。私たちの結果は、RAR-RXRヘテロダイマーの結合要素の間隔とトポロジーにおける予期しない多様性を明らかにしています。RA依存性転写活性化を媒介するDR2、DR5、およびDR8と比較してDR0に結合したRAR-RXRの微分能力は、ハーフサイト間隔がRAR機能を調節することを示しています。

Retinoic acid receptors (RARs) heterodimerize with retinoid X receptors (RXRs) and bind to RA response elements (RAREs) in the regulatory regions of their target genes. Although previous studies on limited sets of RA-regulated genes have defined canonical RAREs as direct repeats of the consensus RGKTCA separated by 1, 2, or 5 nucleotides (DR1, DR2, DR5), we show that in mouse embryoid bodies or F9 embryonal carcinoma cells, RARs occupy a large repertoire of sites with DR0, DR8, and IR0 (inverted repeat 0) elements. Recombinant RAR-RXR binds these non-canonical spacings in vitro with comparable affinities to DR2 and DR5. Most DR8 elements comprise three half-sites with DR2 and DR0 spacings. This specific half-site organization constitutes a previously unrecognized but frequent signature of RAR binding elements. In functional assays, DR8 and IR0 elements act as independent RAREs, whereas DR0 does not. Our results reveal an unexpected diversity in the spacing and topology of binding elements for the RAR-RXR heterodimer. The differential ability of RAR-RXR bound to DR0 compared to DR2, DR5, and DR8 to mediate RA-dependent transcriptional activation indicates that half-site spacing allosterically regulates RAR function.