关键调控基因的新起源故事

　　几十年前，人们就发现了一种关键的蛋白质复合物PRC2，它可以使基因沉默，但格雷戈·孟德尔研究所的弗雷德里克·伯杰和他的研究小组的新发现表明，PRC2抑制一系列真核生物中的转座子，只是逐渐进化到沉默基因。这项研究发表在9月21日的《当代生物学》杂志上。

　　

多梳抑制复合体2 (Polycomb repression complex 2, PRC2)是几十年前在果蝇中发现的，它是发育基因的关键控制者。进一步分析表明，PRC2修饰染色质并沉默靶基因的表达。然而，当研究人员发现PRC2在没有发育的单细胞物种中也起作用时，PRC2的祖先功能——主要是在发育过程中控制基因——受到了质疑。关于PRC2最初作用的第一个线索来自对红藻的研究，该研究发现PRC2在转座子上留下了甲基化标记——转座子是在基因组周围移动的跳跃基因。Gregor Mendel分子植物生物学研究所(GMI)的Frederic Berger和他的研究小组决定遵循这一线索，并与剑桥大学，南特大学，国家遗传研究所(日本)和莫纳什大学的研究人员进行国际合作，研究PRC2如何在一系列真核生物中起作用。

为了了解PRC2在真核生物祖先中的作用，研究人员研究了真核生物三个相距很远的谱系的基因组:植物、SAR和ophistokonts，人类和真菌都属于这一谱系。所有这些真核生物都含有转座子，这是一种可移动的遗传元件，可以从DNA中切除自己并插入到新的位置——这是对基因组稳定性的潜在威胁，因此转座子必须被沉默。在突变硅藻、苔藓植物和红藻中，PRC2活性的去除导致转座因子沉默的丧失。

“这些发现表明，PRC2抑制了这些遥远谱系中的转座因子，这将其定义为祖先所有三个谱系中出现的功能。PRC2的起源可能主要是保护基因组免受转座子的入侵。这种祖先的功能是范式的深刻变化，”GMI的小组组长、该研究的通讯作者弗Frederic Berger说。

然而，在进化过程中，PRC2的功能逐渐从抑制转座子转变为抑制蛋白质编码基因，这是它最初被描述的作用。在陆地植物中，研究人员发现“化石te”仍然是PRC2的靶标，PRC2随后会使附近的基因沉默。

博士后研究员、该研究的第一作者Tetsuya Hisanaga解释说:“在开花植物中，像拟南芥这样进化较晚的植物，te的残余仍然存在，并招募PRC2来沉默附近的基因。”“我们假设，在拟南芥中，一些te已经被驯化，成为调节蛋白质编码基因的元素。”

文章标题

The Polycomb Repressive Complex 2 deposits H3K27me3 and represses transposable elements in a broad range of eukaryotes.