BMP依存性活性化要素の配列環境は、ショウジョウバエのDPPシグナル伝達に対する転写応答を制御します

細胞間シグナル伝達経路は転写因子を活性化します。転写因子は、組織特異的な共因子とともに、標的遺伝子の発現を調節します。TGFβ/BMPシグナルへの応答は、SMADタンパク質によって媒介されます。Smadタンパク質は、複合体を形成し、核に蓄積し、シグナル伝達時にBMPターゲットのエンハンサーを直接結合および調節します。ショウジョウバエでは、BMPシグナル伝達による遺伝子活性化には、SMADによる直接入力に加えて、転写リプレッサーBRKの信号依存性除去がしばしば必要です。BMP活性化遺伝子のエンハンサーに関する以前の研究では、それぞれSMAD複合体とBRKによる活性的および抑制入力を統合するBMP応答モチーフAEを定義しています。ここでは、コアAEシーケンス内のシーケンスの変動が、転写活性化の組織特異性やSMADおよびBRK入力に対する微分感度など、BMP応答の定性的および定量的違いを考慮した追加の特性をモチーフに導く可能性があるかどうかを扱います。2つの異なる上皮、翼の想像上の椎間板と濾胞性上皮の遺伝子WITとDADの3つの異なるBMP応答エンハンサーを分析および相互に分析して相互に分析することにより、AEの違いは、SMADおよびBRK分岐の違いにおいて、BMP応答の違いに対するBMP応答の観察された組織環境のどちらにも寄与しないことを示しています。むしろ、我々の結果は、BMP応答要素のシス環境が組織の特異性を決定するだけでなく、2つのBMPメディエーターに対する異なる感度も決定することを示唆しています。

Intercellular signaling pathways activate transcription factors, which, along with tissue-specific co-factors, regulate expression of target genes. Responses to TGFβ/BMP signals are mediated by Smad proteins, which form complexes and accumulate in the nucleus to directly bind and regulate enhancers of BMP targets upon signaling. In Drosophila, gene activation by BMP signaling often requires, in addition to direct input by Smads, the signal-dependent removal of the transcriptional repressor Brk. Previous studies on enhancers of BMP-activated genes have defined a BMP-responsive motif, the AE, which integrates activatory and repressive input by the Smad complex and Brk, respectively. Here, we address whether sequence variations within the core AE sequences might endow the motif with additional properties accounting for qualitative and quantitative differences in BMP responses, including tissue specificity of transcriptional activation and differential sensitivity to Smad and Brk inputs. By analyzing and cross-comparing three distinct BMP-responsive enhancers from the genes wit and Dad in two different epithelia, the wing imaginal disc and the follicular epithelium, we demonstrate that differences in the AEs contribute neither to the observed tissue-restriction of BMP responses nor to differences in the utilization of the Smad and Brk branches for transcriptional activation. Rather, our results suggest that the cis-environment of the BMP-response elements not only dictates tissue specificity but also differential sensitivity to the two BMP mediators.