Nodalシグナル伝達は、ヒストン脱メチル化酵素Jmjd3を動員し、標的遺伝子においてポリコームが媒介する抑制を打ち消す

Sci. Signal., 22 June 2010
Vol. 3, Issue 127, p. ra48
[DOI: 10.1126/scisignal.2000841]

Oyvind Dahle, Amit Kumar, and Michael R. Kuehn*

Laboratory of Protein Dynamics and Signaling, National Cancer Institute, NCI-Frederick, National Institutes of Health, Frederick, MD 21702, USA.

* To whom correspondence should be addressed. E-mail: mkuehn@mail.nih.gov

要約：細胞間シグナル伝達と後成的機構（epigenetic mechanisms）は、いずれも胚発生を制御するが、細胞系譜特異的な遺伝子発現プログラムを確立し、維持するために、それらがどのように統合される かは、明らかになっていない。今回われわれは、発生上必要不可欠なNodal-Smads2/3（Smad2およびSmad3）シグナル伝達経路の主な機 能は、ヒストン脱メチル化酵素Jmjd3を標的遺伝子に動員し、それにより、ポリコームによる抑制を打ち消すことであることを示す。Smads2/3は、 Jmjd3に結合し、活性化Nodalシグナル伝達に依存する様式で、Jmjd3をクロマチンへ動員した。Jmjd3をノックダウンしただけで、 Nodal標的遺伝子の発現がかなり低下したのに対し、ポリコームの不在下では、標的遺伝子座はNodalシグナル伝達と無関係に発現された。これらの データは、標的遺伝子の発現にNodalシグナル伝達への依存性を課す際にポリコームが果たす役割を立証するものであり、発生シグナル伝達と後成的過程が どのように統合し、遺伝子発現を制御するかを明らかにする。

O. Dahle, A. Kumar, M. R. Kuehn, Nodal Signaling Recruits the Histone Demethylase Jmjd3 to Counteract Polycomb-Mediated Repression at Target Genes. Sci. Signal. 3, ra48 (2010).