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PRC2/cPRC1 和 vPRC1 平行途径沉默谱系特异性基因并维持小鼠胚胎干细胞的自我更新。

Parallel PRC2/cPRC1 and vPRC1 pathways silence lineage-specific genes and maintain self-renewal in mouse embryonic stem cells.

机构信息

Institute of Molecular Biotechnology of the Austrian Academy of Sciences (IMBA), Vienna BioCenter (VBC), 1030 Vienna, Austria.

Research Institute of Molecular Pathology (IMP), Vienna BioCenter (VBC), 1030 Vienna, Austria.

出版信息

Sci Adv. 2020 Apr 1;6(14):eaax5692. doi: 10.1126/sciadv.aax5692. eCollection 2020 Apr.

DOI:10.1126/sciadv.aax5692
PMID:32270030
原文链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC7112768/
Abstract

The transcriptional repressors Polycomb repressive complex 1 (PRC1) and PRC2 are required to maintain cell fate during embryonic development. PRC1 and PRC2 catalyze distinct histone modifications, establishing repressive chromatin at shared targets. How PRC1, which consists of canonical PRC1 (cPRC1) and variant PRC1 (vPRC1) complexes, and PRC2 cooperate to silence genes and support mouse embryonic stem cell (mESC) self-renewal is unclear. Using combinatorial genetic perturbations, we show that independent pathways of cPRC1 and vPRC1 are responsible for maintenance of H2A monoubiquitylation and silencing of shared target genes. Individual loss of PRC2-dependent cPRC1 or PRC2-independent vPRC1 disrupts only one pathway and does not impair mESC self-renewal capacity. However, loss of both pathways leads to mESC differentiation and activation of a subset of lineage-specific genes co-occupied by relatively high levels of PRC1/PRC2. Thus, parallel pathways explain the differential requirements for PRC1 and PRC2 and provide robust silencing of lineage-specific genes.

摘要

转录抑制因子多梳抑制复合物 1（PRC1）和 PRC2 是胚胎发育过程中维持细胞命运所必需的。PRC1 和 PRC2 催化不同的组蛋白修饰，在共享靶标上建立抑制性染色质。PRC1 由经典 PRC1（cPRC1）和变体 PRC1（vPRC1）复合物组成，PRC2 如何合作沉默基因并支持小鼠胚胎干细胞（mESC）自我更新尚不清楚。通过组合遗传干扰，我们表明 cPRC1 和 vPRC1 的独立途径负责维持 H2A 单泛素化和共享靶基因的沉默。PRC2 依赖性 cPRC1 或 PRC2 独立性 vPRC1 的单独缺失仅破坏一条途径，并且不会损害 mESC 自我更新能力。然而，两条途径的缺失都会导致 mESC 分化和激活一组由相对高水平的 PRC1/PRC2 共同占据的谱系特异性基因。因此，平行途径解释了 PRC1 和 PRC2 的不同需求，并为谱系特异性基因提供了稳健的沉默。

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