Interruption of intrachromosomal looping by CCCTC binding factor decoy proteins abrogates genomic imprinting of human insulin-like growth factor II.
Interruption of intrachromosomal looping by CCCTC binding factor decoy proteins abrogates genomic imprinting of human insulin-like growth factor II.
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CCCTC 结合因子诱饵蛋白对染色体内环的干扰消除了人胰岛素样生长因子 II 的基因组印记
DOI：
10.1083/jcb.201101021
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发表时间：
2011-05-02
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Hoffman AR
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zhang H;Niu B;Hu JF;Ge S;Wang H;Li T;Ling J;Steelman BN;Qian G;Hoffman AR
不能结合多梳抑制复合物 2 (PRC2) 成分的 CCCTC 结合因子 (CTCF) 突变体不会形成调节单等位基因表达的染色质环。 IGF2 的单等位基因表达受到与母体等位基因上的印记控制区 (ICR) 结合的 CCCTC 结合因子 (CTCF) 的调节，随后在启动子区域形成染色体内环。 CTCF 的 N 端结构域与 SUZ12（多梳抑制复合体 2 (PRC2) 的一部分）相互作用，以沉默母体等位基因。我们合成了诱饵 CTCF 蛋白，将 CTCF 脱氧核糖核酸结合锌指结构域与 CpG 甲基转移酶 Sss1 或增强型绿色荧光蛋白融合。在正常人成纤维细胞和乳腺癌 MCF7 细胞系中，CTCF 诱饵蛋白与未甲基化的 ICR 和 IGF2 启动子区域结合，但不与 SUZ12 相互作用。 EZH2 是 PRC2 的另一部分，无法甲基化 IGF2 启动子区域的组蛋白 H3-K27，导致印记等位基因重新激活。当 IGF2 印记丢失时，未观察到母体 ICR 和 IGF2 启动子之间的染色体内环。 CTCF 通过协调涉及 PRC2 的染色质环结构，在表观遗传学上控制 IGF2 的等位基因表达。
CCCTC binding factor (CTCF) mutants that cannot bind components of the polycomb repressive complex-2 (PRC2) do not form the chromatin loops that regulate monoallelic gene expression. Monoallelic expression of IGF2 is regulated by CCCTC binding factor (CTCF) binding to the imprinting control region (ICR) on the maternal allele, with subsequent formation of an intrachromosomal loop to the promoter region. The N-terminal domain of CTCF interacts with SUZ12, part of the polycomb repressive complex-2 (PRC2), to silence the maternal allele. We synthesized decoy CTCF proteins, fusing the CTCF deoxyribonucleic acid–binding zinc finger domain to CpG methyltransferase Sss1 or to enhanced green fluorescent protein. In normal human fibroblasts and breast cancer MCF7 cell lines, the CTCF decoy proteins bound to the unmethylated ICR and to the IGF2 promoter region but did not interact with SUZ12. EZH2, another part of PRC2, was unable to methylate histone H3-K27 in the IGF2 promoter region, resulting in reactivation of the imprinted allele. The intrachromosomal loop between the maternal ICR and the IGF2 promoters was not observed when IGF2 imprinting was lost. CTCF epigenetically governs allelic gene expression of IGF2 by orchestrating chromatin loop structures involving PRC2.
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