1.文章简介
| 文章题目 | Acquired Tissue-Specific Promoter Bivalency Is a Basis for PRC2 Necessity in Adult Cells |
| 中文题目 | 成年组织细胞中PRC2调控组织特异性获得的二价启动子基因 |
| 期刊名 | Cell IF: 28.71 |
| 作者 | |
| 发表时间 | 2016.06 |
| 实验材料 | Tissue cells isolated from mouse |
| 测序平台 | Illumina HiSeq 2000和NextSeq 500 |
| 相关产品 | CHIP-seq |
2研究背景
PRC2通过街道H3K27三甲基化来组织基因的转录表达。老鼠胚胎缺失PRC2在原肠胚形成后迅速死亡。目前对PRC2活性的知识很多都是基于胚胎干细胞的研究。然而，胚胎干细胞和早期胚胎与成年组织的基因表达调控过程存在着较大差异。在PRC2缺失的胚胎干细胞中，有些在成年组织中才特异表达的基因在ESCs中过早的表达，这些基因通常既含有H3K27三甲基化修饰，也带有激活型marker H3K4me3。二价启动子在ESCs中和成年组织细胞中的调控机制及其是否同样存在差异化调控，目前未见报道。
3研究方法
通过对小鼠睾丸上皮绒毛和腺窝干细胞进行RNA-seq和CHIP-seq研究，发现基因的二价启动子在干细胞和组织特化细胞中的不同分布情况，以及组蛋白修饰marker在不同细胞中对基因表达调控的差异。
4 研究结果
- H3K27me3动态变化对于睾丸腺窝向绒毛分化过程的影响有限
通过对H3K27me3进行CHIP-seq和RNA-seq研究，结果表明，在ISCs和绒毛细胞中，H3K27me3的分布情况较为相似。大部分高度H3K27me3修饰的基因，其表达水平较低。进一步研究表明，PRC2在ISCs中对于绒毛特异基因的响应较小，而在其向绒毛细胞分化过程中，PRC2介导了部分基因的表达沉默，包括Lgr5和Ascl2。
2，成年体细胞中H3K27me3组织特异性分布以及二价启动子分布情况
为了比较不同组织间H3K27me3的分布情况，作者对皮肤基质细胞、血液细胞中的已发表数据进行了整合研究。在不同组织间，H3K27me3的分布呈现出了明显的组织特异性分布。引人注目的是，部分基因在3个组织中均有较高H3K27me3修饰，而H3K4me3修饰确呈现不同的分布。
3，成年组织中的二价启动子与ESCs中的差异
较多基因的二价启动子是在分化过程中获得性的被修饰。这些获得性修饰基因的主要集中在器官发生、细胞支架组装（睾丸）、酪氨酸激酶受体信号（血液）以及分泌（皮肤）。数百个基因在早期胚胎发生过程中获得二价启动子特征而在体细胞中呈现差异化调控。
4，PRC2的体内缺失影响细胞增殖以及选择性激活组织特异获得的H3K27me3的基因表达
在EED缺失的小鼠中，腺窝细胞增殖进程明显受到抑制。RNA-seq分析结果显示在绒毛细胞中，高丰度表达的的基因如Alpi和Vilin未受EED缺失影响。而在野生型绒毛细胞中表达，EED缺失后表达有一定影响的基因普遍缺乏H3K27me3的修饰。PRC2的缺失显著影响的是哪些表达量较低（RPKM<1），并且携带较多的H3K27me3修饰的基因。这些基因在EED缺失后，表达显著提升，提示这些基因为PRC2的直接靶基因。其中，包括Cdkn2a，该基因为PRC2的已知靶基因。PRC2的主要靶基因并不是哪些在睾丸腺窝向绒毛分化过程中获得性得到H3K27me3修饰的基因、或者是组成型在各组织中标记的基因，而是哪些睾丸组织特异的H3K27me3修饰基因。在血液和皮肤中，基因重新选择性的激活基因也是带有明显的组织特异性H3K27me3修饰的特点。
6参考文献
Jadhav U, Nalapareddy K, Saxena M, O’Neill NK, Pinello L, Yuan GC, Orkin SH, Shivdasani RA. (2006) Acquired Tissue-Specific Promoter Bivalency Is a Basis for PRC2 Necessity in Adult Cells. Cell 165(6):1389-400.
