Tunable, division-independent control of gene activation timing by a polycomb switch.
Tunable, division-independent control of gene activation timing by a polycomb switch.
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通过多梳开关对基因激活计时进行可调、独立于部门的控制。
DOI：
10.1016/j.celrep.2021.108888
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发表时间：
2021-03-23
期刊：
影响因子：
8.8
通讯作者：
Kueh HY
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Pease NA;Nguyen PHB;Woodworth MA;Ng KKH;Irwin B;Vaughan JC;Kueh HY
在发育过程中，祖细胞通常在收到信号后分化出许多代细胞。这些延迟必须是稳健的，但可以调整，以精确控制人口数量。多梳抑制机制，涉及组蛋白H3赖氨酸-27三甲基化(H3K27me3)，抑制祖细胞中谱系特定基因的表达，并可能延迟它们的激活和随后的分化。在这里，我们阐明了控制T细胞承诺基因Bcl11b的表观遗传开关，该开关在激活之前的多代细胞中将其基因保持在可遗传的非激活状态。结合实验和建模，我们确定了一种机制，其中Bcl11b上的H3K27me3水平受甲基转移酶和去甲基酶活性的调节，设定了基因座从紧凑的沉默状态转换到延长的活跃状态的时间延迟。这种激活延迟强健地跨越了许多代细胞，可由染色质修饰剂和转录因子调节，并且不受细胞分裂的影响。凭借其监管灵活性，这种计时的表观遗传开关可能会在很大程度上控制发育的时机。H3K27me3在干细胞中被抑制的谱系特定基因位点上被发现，并可能推迟它们的激活以响应信号。皮斯等人。确定一种可调节的计时器机制，其中H3K27me3在T细胞承诺基因Bcl11b上的水平由相反的编写器和擦除器酶设置，调节基因座分解和激活的时间。
During development, progenitors often differentiate many cell generations after receiving signals. These delays must be robust yet tunable for precise population size control. Polycomb repressive mechanisms, involving histone H3 lysine-27 trimethylation (H3K27me3), restrain the expression of lineage-specifying genes in progenitors and may delay their activation and ensuing differentiation. Here, we elucidate an epigenetic switch controlling the T cell commitment gene Bcl11b that holds its locus in a heritable inactive state for multiple cell generations before activation. Integrating experiments and modeling, we identify a mechanism where H3K27me3 levels at Bcl11b, regulated by methyltransferase and demethylase activities, set the time delay at which the locus switches from a compacted, silent state to an extended, active state. This activation delay robustly spans many cell generations, is tunable by chromatin modifiers and transcription factors, and is independent of cell division. With their regulatory flexibility, such timed epigenetic switches may broadly control timing in development. H3K27me3 is found on repressed lineage-specifying gene loci in stem cells and may delay their activation in response to signals. Pease et al. identify an adjustable timer mechanism, where H3K27me3 levels at the T cell commitment gene Bcl11b, set by opposing writer and eraser enzymes, modulate the timing of gene locus decompaction and activation.
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在单细胞水平上表观遗传调节的动力学。
DOI：
10.1126/science.aab2956
发表时间：
2016-02-12
期刊：
Science (New York, N.Y.)
影响因子：
--
作者：
Bintu L;Yong J;Antebi YE;McCue K;Kazuki Y;Uno N;Oshimura M;Elowitz MB
通讯作者：
Elowitz MB
DOI：
10.1016/j.biosystems.2018.07.006
发表时间：
2018-09
期刊：
Bio Systems
影响因子：
--
作者：
Choi K;Medley JK;König M;Stocking K;Smith L;Gu S;Sauro HM
通讯作者：
Sauro HM
影响因子：
10.5
作者：
Alabert C;Barth TK;Reverón-Gómez N;Sidoli S;Schmidt A;Jensen ON;Imhof A;Groth A
通讯作者：
Groth A
影响因子：
9.3
作者：
Berry S;Dean C;Howard M
通讯作者：
Howard M
影响因子：
64.8
作者：
Agger, Karl;Cloos, Paul A. C.;Helin, Kristian
通讯作者：
Helin, Kristian