Epigenetisches Stummschalten, bei dem es um die Unterdrückung der Genaktivität geht, ist ein faszinierender und zunehmend einflussreicher Zweig der Biowissenschaften. Es ermöglicht Zellen, sich während der gesamten Entwicklung an spezifische Genexpressionsmuster zu erinnern und diese aufrechtzuerhalten und auf Umwelteinflüsse wie Winterkälte im Falle der Vernalisierung bei Pflanzen zu reagieren.
Die sowohl bei Tieren als auch bei Pflanzen erhaltene Stummschaltungsaktivität ist für die ordnungsgemäße Entwicklung und Zelldifferenzierung von entscheidender Bedeutung. Beim Menschen können Anomalien im PRC2 (Polycomb Repressive Complex 2) – einem Proteinkomplex, der Gene zum Schweigen bringt – zu verschiedenen Krankheiten führen, darunter Krebs, neurodegenerative Störungen und Entwicklungsstörungen.
Eine Zusammenarbeit zwischen der Gruppe von Professor Caroline Dean am John Innes Center und der Gruppe von Dr. Mariann Bienz am MRC Laboratory of Molecular Biology in Cambridge hat neues Licht auf dieses Forschungsgebiet geworfen.
Das Team untersuchte die Rolle zweier Arabidopsis-thaliana-Proteine (VIN3 und VRN5), die an der PRC2-vermittelten epigenetischen Stummschaltung des Blütenrepressor-Gens FLC während der Vernalisierung beteiligt sind. Sie zeigen, dass sie akzessorische Proteine für die PRC2-vermittelte epigenetische Stummschaltung sind und dabei helfen, den epigenetischen Schalter auszulösen. Sie zeigen auch, dass diese Proteine viele Ziele im Arabidopsis-Genom haben.
Das Team nutzte sein Fachwissen in der Proteininteraktion und Strukturanalyse, um die Eigenschaften dieser Proteine zu charakterisieren, und kombinierte dies mit Pflanzenexperimenten, um den funktionellen Kontext dieser Ergebnisse zu untersuchen. Die Forschungdas in der Zeitschrift veröffentlicht wird Gene & Entwicklung unter dem Titel „Distinct Accessoire Roles of ArabidopsisVEL Proteins in Polycomb Silencing“ deckt die unterschiedlichen Rollen der beiden Proteine bei der Übertragung der PRC2-vermittelten epigenetischen Stummschaltung von FLC und anderen Genen auf.
Das Team untersucht nun weiter die unterschiedlichen Rollen von VIN3 und VRN5, die es hier aufzudecken begann, um zu verstehen, wie sie die PRC2-Funktion bei der epigenetischen Stummschaltung modulieren.
Mehr Informationen:
Elsa Franco-Echevarría et al., Deutliche zusätzliche Rollen von ArabidopsisVEL-Proteinen bei der Polycomb-Stummschaltung, Gene & Entwicklung (2023). DOI: 10.1101/gad.350814.123