《Rixosomal RNA degradation contributes to silencing of Polycomb target genes》
主要結(jié)論:
在體外培養(yǎng)的人類細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了一種新的基因沉默機(jī)制须鼎,該機(jī)制涉及一種含有七個(gè)亞基的蛋白質(zhì)復(fù)合物(被稱之為 Rixosome)對(duì)Nascent RNA 的降解。Polycomb復(fù)合物PRC1通過(guò)蛋白相互作用將Rixosome招募到啟動(dòng)子區(qū)域榛搔。從機(jī)制上講绅作,Rixosome 亞基之一LAS1L是核糖核酸內(nèi)切酶葛躏,它可以切割由 RNA 聚合酶 II 新合成的RNA。切割的 Nascent 可以被另一個(gè) Rixosome 亞基 NOL9 進(jìn)一步磷酸化,它是一種 5'-末端 RNA 激酶奈籽。磷酸化的 5'-末端 RNA 可以被下游因子 XRN2(一種 5'-3' 外切核糖核酸酶)識(shí)別厘惦。XRN2 介導(dǎo)Nascent RNA 的快速和完全降解以及從 DNA 模板中釋放 RNA Pol II偷仿。因此,Rixosome 通過(guò)Nascent RNA 降解和 RNA Pol II 釋放來(lái)阻止基因轉(zhuǎn)錄表達(dá)绵估,這揭示了教科書(shū)沒(méi)有包括在內(nèi)的基因表達(dá)調(diào)控的新機(jī)制炎疆。(>BioArt)
文獻(xiàn)主要研究思路:
模型為human embryonic kidney (HEK 293FT) cells
1)用3×Flag–NOL9 and 3×Flag–WDR18 做Co-IP,發(fā)現(xiàn)共同有PRC1復(fù)合物成員RING1B国裳,PRC2復(fù)合物成員EZH2形入,暗示rixbosome與H2AK119ub1或H3K27me3等染色質(zhì)修飾相關(guān);然后通過(guò)酵母雙雜交系統(tǒng)證實(shí)rixbosome復(fù)合物的TEX10和PRC1的RING1B是兩個(gè)復(fù)合物互作最重要的中間蛋白缝左。
2)TEX10亿遂、MDN1浓若、RING1B和許多組蛋白修飾的ChIP-seq看它們共同結(jié)合位點(diǎn),證實(shí)有共同調(diào)控轉(zhuǎn)錄的位點(diǎn)蛇数;之后就是敲基因后再做ChIP-seq看是否會(huì)影響彼此調(diào)控轉(zhuǎn)錄位點(diǎn)挪钓;結(jié)果證實(shí)確實(shí)它們有共同的基因結(jié)合位點(diǎn)。
3)PRC1大多通過(guò)組蛋白修飾抑制基因轉(zhuǎn)錄耳舅,那rixbosome功能是否參與到PRC1的基因沉默功能碌上?如果有,怎么實(shí)現(xiàn)浦徊?一般這種就是敲復(fù)合物基因后馏予,看共同調(diào)控轉(zhuǎn)錄的基因表達(dá)變化。然后 PRO-seq證實(shí):rixbosome存在盔性,PRC1調(diào)控位點(diǎn)的基因產(chǎn)生新生RNA少霞丧,這里主要也是在敲基因和回補(bǔ)的細(xì)胞中進(jìn)行比較。
4)然后就是明確rixbosome復(fù)合物降解新生RNA的過(guò)程冕香,主要是從亞基功能出發(fā)蛹尝。
知識(shí)點(diǎn)補(bǔ)充
(1)nascent RNA,新生RNA悉尾,可理解為正在轉(zhuǎn)錄或剛轉(zhuǎn)錄好的RNA突那。
富集nascent RNAs后測(cè)序的方法主要有三種:
(a)Run-on方法是利用一個(gè)限時(shí)脈沖的方法將修飾過(guò)的核糖核酸添加到細(xì)胞培養(yǎng)基中,對(duì)細(xì)胞的RNA進(jìn)行標(biāo)記焕襟;這一過(guò)程可以用使用各種修飾的核苷酸陨收,如全局run-on測(cè)序(Global run-on sequencing, GRO-seq)與精確核酸run-on測(cè)序(Precision nuclear run-on sequencing, PRO-seq)是分別將Bru或生物素修飾的核酸在RNA的轉(zhuǎn)錄期整合到nascent RNA中來(lái)實(shí)現(xiàn)的,當(dāng)修飾過(guò)的核苷酸整合到RNA后鸵赖,利用抗BrU的抗體务漩,通過(guò)IP的手段將nascent-RNA鏈富集起來(lái),并用于文庫(kù)制備以及測(cè)序分析它褪。
(b)RNA聚合酶II(Pol II)的IP方法則是利用了微球菌核酸酶(micrococcal nuclease)消化了染色質(zhì)后饵骨,使用相應(yīng)的抗體拉下了與Pol II結(jié)合的RNA。在染色質(zhì)消化過(guò)程中茫打,nascent RNA通過(guò)其Pol II足跡保護(hù)而不受核酸酶活性的影響居触,并不會(huì)被降解。天然延長(zhǎng)轉(zhuǎn)錄測(cè)序(native elongating transcription sequencing, NET-seq)和哺乳動(dòng)物染色質(zhì)天然轉(zhuǎn)錄測(cè)序法(native elongating transcript sequencing for mammalian chromatin, mNET-seq)老赤,
(c)代謝標(biāo)記方法標(biāo)記RNA的方法類似于Run-on方法轮洋,但前者使用的是核苷酸類似物硫代吡啶(4-thiouridine, 4 sU)。提取RNA后抬旺,烷基化4 sU弊予,在逆轉(zhuǎn)錄過(guò)重中,就會(huì)產(chǎn)生G核苷酸的錯(cuò)配开财,從而通過(guò)在堿基對(duì)級(jí)分辨率的突變分析中直接確定4 sU的整合位點(diǎn)汉柒。這就限制了這種方法的靈敏度误褪。通過(guò)專門針對(duì)RNAs的3’末端(僅最近拉RNA聚合酶的新轉(zhuǎn)錄的RNA)的方法,瞬時(shí)轉(zhuǎn)錄組測(cè)序(transient transcriptome sequence, TT-seq)與硫醇(SH, thiol)連接的烷基化RNA代謝測(cè)序(thiol(SH)-linked alkylation for metabolic sequencing of RNA碾褂, SLAM-seq)能夠降低來(lái)源于5’RNA的信號(hào)兽间。
(2)rixosome or RIX1 complex 降解RNA的復(fù)合物;ribosome核糖體
rixosome 復(fù)合物主要成分及功能:含有6個(gè)亞基正塌,an RNA processing complex, composed of Rix1, Crb3, Grc3, Mdn1, Las1 and Ipi 1.This complex, which we propose to name the ‘rixosome’, is conserved from yeast to human, has well-characterized essential functions in ribosomal RNA (rRNA) processing
在酵母中嘀略,the rixosome associates with heterochromatin and is required for the spreading of histone H3 lysine 9 (H3K9) methylation into actively transcribed regions and epigenetic inheritance of heterochromatin4,34.
因此這篇文獻(xiàn)的亮點(diǎn)在于:ChIP–seq signals for rixosome subunits (TEX10 and MDN1), a PRC1 subunit (RING1B), H2AK119ub1 and H3K27me3, but not H3K9me3 (Fig. 4d, Extended Data Fig. 6e–k).