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発生:ショウジョウバエのエクジソン依存的な発生におけるヒストン H3 のリジン4のメチル化

Nature 426, 6962 doi: 10.1038/nature02080

ステロイドホルモンは動物の発生において重要な機能を果たしている。ショウジョウバエ Drosophila では、エクジソンは遺伝子発現を調節することにより脱皮と変態を誘発する。エクジソンは核内受容体 EcR に結合し、この作用によりEcRはレチノイドX受容体に相同な Ultraspiracle とヘテロ二量体を形成する。このヘテロ二量体の成分の両方がリガンドや DNA との結合に必要である。DNA に結合するほとんどの転写因子と同様に、核内受容体はコレギュレーターを動員することで、遺伝子発現を活性化または抑制する。こういう因子の中にはクロマチン修飾複合体として働くものもある。例えば p160 ファミリーのコアクチベーターはヒストンアセチルトランスフェラーゼとアルギニンヒストンメチルトランスフェラーゼと結合する。ショウジョウバエのTrithorax-related遺伝子 は SET ドメインタンパク質である TRR をコードしている。本研究では、TRR がヒストン H3 の4残基目のリジン (H3-K4) をトリメチル化できるヒストンメチルトランスフェラーゼであることを報告する。trr は形態形成溝の進行に伴って hedgehog (hh) の上流で働き、網膜の分化に必要とされる。trr 変異は複眼発生において EcR と遺伝的な相互作用を示し、EcR と TRR はエクジソン処理することで共免疫沈降を起こすようになる。 TRR、EcR、トリメチル化 H3-K4 は培養細胞においてhh とBR-C の、エクジソンによって誘導されるプロモーター領域で検出され、trr 機能を欠失した胚ではこれらのプロモーターでの H3-K4 トリメチル化は減少する。 TRR はエクジソンに反応するプロモーター領域でクロマチン構造を変化させることで EcR のコアクチベーターとして機能していると考えられる。

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