关键调控基因的新起源故事PRC2抑制真核生物祖先的跳跃基因

关键的蛋白质复合物PRC2是几十年前发现的，用于沉默基因，但FredericBerger和他在GregorMendel研究所的团队的新发现表明，PRC2抑制一系列真核生物中的转座子，并且只是逐渐进化到沉默基因。该研究于9月21日发表在《当代生物学》杂志上。

Polycomb抑制复合物2(PRC2)是几十年前在果蝇中发现的，它被发现是发育基因的关键控制者。进一步的分析表明PRC2修饰染色质并沉默靶基因表达。然而，当研究人员发现PRC2在不发生发育的单细胞物种中也发挥作用时，PRC2的祖先功能(主要在发育过程中控制基因)受到质疑。

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(在基因组中移动的跳跃基因)上留下了甲基化标记。FredericBerger和他在格雷戈尔·孟德尔分子植物生物学研究所(GMI)的研究小组决定遵循这一线索，并与柏林自由大学、剑桥大学、南特大学、国家遗传学研究所(日本)的研究人员进行国际合作)和莫纳什大学研究了PRC2在一系列真核生物中的作用。

为了了解PRC2在真核生物祖先中的作用，研究人员研究了三个相距甚远的真核生物谱系的基因组：植物、SAR和蛇形体(人类和真菌所属的谱系)。

所有这些真核生物都含有转座子，即可以从DNA中切除自身并插入到新位置的移动遗传元件，这对基因组稳定性构成潜在威胁，因此必须沉默转座子。在突变硅藻、苔藓植物和红藻中，PRC2活性的去除导致转座元件(TE)沉默的丧失。

“这些发现表明PRC2抑制这些遥远谱系中的转座元件，这将其定义为所有三个谱系的祖先中出现的功能。PRC2的起源可能主要是保护基因组免受转座子的入侵。这种祖先功能是一个深刻的变化在范式中，”GMI小组组长、该研究的通讯作者FredericBerger说道。

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，这也是其最初描述的作用。

在陆地植物中，研究人员发现“化石TE”仍然是PRC2的目标，然后PRC2就会沉默附近的基因。

Berger小组的博士后研究员、该研究的第一作者TetsuyaHisanaga解释说：“在开花植物中，比如最近才进化的拟南芥，TE的残余物仍然存在，并招募PRC2来沉默附近的基因。”“我们假设在拟南芥中，一些TE已被驯化，成为参与调节蛋白质编码基因的元件。”