統合解析はNF-κBダイナミクスの細胞型特異的デコードを示唆

Sci. Signal. 25 Feb 2020:
Vol. 13, Issue 620, eaax7195
DOI: 10.1126/scisignal.aax7195

Erik W. Martin*, Alicja Pacholewska*, Heta Patel, Himanshu Dashora, and Myong-Hee Sung†

Laboratory of Molecular Biology and Immunology, National Institute on Aging, National Institutes of Health, Baltimore, MD 21224, USA.

† Corresponding author. Email: sungm@mail.nih.gov

* These authors contributed equally to this work.

要約

転写因子の複雑なシグナル伝達ダイナミクスは、細胞外環境に関する定性的および定量的情報の両方をコード可能であり、それにより、情報伝達能が増加し、正確な細胞意思決定を支持する可能性がある。重要な問題は、これらのシグナル伝達ダイナミクスパターンが機能的に適切な遺伝子調節プログラムにどのように変換されるかである。核内因子κB（NF-κB）ファミリーの転写因子に関して、この問題を解明するため、われわれは、免疫および非免疫細胞状況において病原体由来刺激の一団によって誘導される、2つの主要なNF-κBサブユニット、RelAおよびc-Relの単一細胞ダイナミクスをプロファイリングした。多様なNF-κB活性化リガンドは、持続時間や時間統合された活動の変動など、RelAおよびc-Relシグナル伝達の動的特性の異なるパターンを生成した。新生転写産物の解析は、他の転写および転写後機構によって制御される遺伝子と比較して、NF-κBの推定直接標的を描写し、誘導された遺伝子の半分以上の転写がNF-κBシグナル伝達の特異的な動的特性に密接に関連していることを示した。線維芽細胞およびマクロファージ細胞株は、そのような「NF-κBダイナミクスをデコードする」遺伝子のクラスターと、細胞型特異的にデコードする遺伝子を共有していた。ダイナミクスをデコードする遺伝子のサブユニット特異性を分析すると、標的遺伝子はRelAとc-Relの両方またはRelAのみに最も頻繁にリンクされていることが示唆された。したがって、われわれの解析は、NF-κBのシグナル伝達ダイナミクスを通じて病原性情報の細胞型特異的な解釈を明らかにする。

Citation: E. W. Martin, A. Pacholewska, H. Patel, H. Dashora, M.-H. Sung, Integrative analysis suggests cell type-specific decoding of NF-κB dynamics. Sci. Signal. 13, eaax7195 (2020).