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Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America2014Dec09Vol.111issue(49)

RNA指向DNAメチル化には、SNF2クロマチンリモデラーファミリータンパク質FRG1および-2が必要です

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文献タイプ:
  • Journal Article
  • Research Support, N.I.H., Extramural
  • Research Support, Non-U.S. Gov't
概要
Abstract

シロイヌナズナのDNAメチル化は、少なくとも4つの異なる酵素によって維持されています:DNAメチルトランスフェラーゼ1(MET1)、クロモメチラーゼ3(CMT3)、ドメインがメチルトランスフェラーゼ2(DRM2)、およびクロモメチラーゼ2(CMT2)。ただし、DNAメチル化は、RNA指向DNAメチル化(RDDM)経路に作用する酵素DRM2によってのみ確立されます。一部のRDDMコンポーネントは遺伝子ファミリーに属し、エンドリボヌクレアーゼダイサー様2、3、および4などの部分的に冗長な機能を備えており、de novo2(idn2)インタラクターIDN2様1および2に関与しています。1つの遺伝子の損失は関連遺伝子によって補償できるため、それらが冗長である場合の遺伝子。この問題を回避するために、共発現データを使用して、RDDM経路の遺伝子と共同で結合された密接に関連する遺伝子を特定しました。ここでは、ヘリカーゼ様タンパク質のSnf2ファミリーに属する推定クロマチン修飾子である2つの冗長タンパク質、Snf2-ring-helicase-like1および-2(frg1および-2)の発見を報告します。ゲノム全体の塩水シーケンスの分析は、FRG1と-2の同時変異が特定のRDDM標的遺伝子座でのメチル化の欠陥を引き起こすことを示しています。また、FRG1がin vivoで既知のRDDM成分であるSu(VAR)3-9関連のSUVR2と物理的に関連していることも示しています。合わせて、我々の結果は、FRG1とFRG2をRDDM機械の以前は正体不明のコンポーネントとして特定しています。

シロイヌナズナのDNAメチル化は、少なくとも4つの異なる酵素によって維持されています:DNAメチルトランスフェラーゼ1(MET1)、クロモメチラーゼ3(CMT3)、ドメインがメチルトランスフェラーゼ2(DRM2)、およびクロモメチラーゼ2(CMT2)。ただし、DNAメチル化は、RNA指向DNAメチル化(RDDM)経路に作用する酵素DRM2によってのみ確立されます。一部のRDDMコンポーネントは遺伝子ファミリーに属し、エンドリボヌクレアーゼダイサー様2、3、および4などの部分的に冗長な機能を備えており、de novo2(idn2)インタラクターIDN2様1および2に関与しています。1つの遺伝子の損失は関連遺伝子によって補償できるため、それらが冗長である場合の遺伝子。この問題を回避するために、共発現データを使用して、RDDM経路の遺伝子と共同で結合された密接に関連する遺伝子を特定しました。ここでは、ヘリカーゼ様タンパク質のSnf2ファミリーに属する推定クロマチン修飾子である2つの冗長タンパク質、Snf2-ring-helicase-like1および-2(frg1および-2)の発見を報告します。ゲノム全体の塩水シーケンスの分析は、FRG1と-2の同時変異が特定のRDDM標的遺伝子座でのメチル化の欠陥を引き起こすことを示しています。また、FRG1がin vivoで既知のRDDM成分であるSu(VAR)3-9関連のSUVR2と物理的に関連していることも示しています。合わせて、我々の結果は、FRG1とFRG2をRDDM機械の以前は正体不明のコンポーネントとして特定しています。

DNA methylation in Arabidopsis thaliana is maintained by at least four different enzymes: DNA methyltransferase1 (MET1), chromomethylase3 (CMT3), domains rearranged methyltransferase2 (DRM2), and chromomethylase2 (CMT2). However, DNA methylation is established exclusively by the enzyme DRM2, which acts in the RNA-directed DNA methylation (RdDM) pathway. Some RdDM components belong to gene families and have partially redundant functions, such as the endoribonucleases dicer-like 2, 3, and 4, and involved in de novo2 (IDN2) interactors IDN2-like 1 and 2. Traditional mutagenesis screens usually fail to detect genes if they are redundant, as the loss of one gene can be compensated by a related gene. In an effort to circumvent this issue, we used coexpression data to identify closely related genes that are coregulated with genes in the RdDM pathway. Here we report the discovery of two redundant proteins, SNF2-ring-helicase-like1 and -2 (FRG1 and -2) that are putative chromatin modifiers belonging to the SNF2 family of helicase-like proteins. Analysis of genome-wide bisulfite sequencing shows that simultaneous mutations of FRG1 and -2 cause defects in methylation at specific RdDM targeted loci. We also show that FRG1 physically associates with Su(var)3-9-related SUVR2, a known RdDM component, in vivo. Combined, our results identify FRG1 and FRG2 as previously unidentified components of the RdDM machinery.

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