和孩子們期盼圣誕節(jié)的到來(lái)一樣,，胚胎干細(xì)胞也處在一個(gè)長(zhǎng)久期盼的狀態(tài),。因此它們必須平衡快速變成更加特殊細(xì)胞類型的能力,，并抑制伴隨而來(lái)的細(xì)胞混亂的過(guò)早發(fā)生,。斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院的科學(xué)家已經(jīng)識(shí)別了一個(gè)重要的成分叫Jarid2,，其對(duì)這種平衡行為來(lái)說(shuō)很重要,，能將其他的調(diào)控蛋白募集到參與分化的基因上,，同樣還能調(diào)節(jié)干細(xì)胞的活性使其保持在準(zhǔn)備就緒狀態(tài)。
理解相關(guān)基因的靶向以及干細(xì)胞仍然處于準(zhǔn)備就緒狀態(tài)的機(jī)制是胚胎干細(xì)胞研究領(lǐng)域的熱門話題,。生化和系統(tǒng)生物學(xué)助理教授Joanna Wysocka介紹說(shuō),，這項(xiàng)研究對(duì)這些問(wèn)題做了解釋，相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2009年12月24日的Cell上,。
Jarid2通過(guò)一個(gè)叫PRC2的蛋白復(fù)合物執(zhí)行功能,，而PRCs能通過(guò)修飾DNA包裝蛋白，即組蛋白保持基因沉默,。將DNA用組蛋白包裹有助于其適應(yīng)小空間,，并在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)候執(zhí)行功能。這是因?yàn)楫?dāng)被包裹的時(shí)候,，基因不能轉(zhuǎn)變成蛋白執(zhí)行細(xì)胞的功能,。PRC2增加了一個(gè)“在圣誕節(jié)打開”的分子標(biāo)簽以確保DNA保持在包裹狀態(tài)，直到需要的時(shí)候才打開,。
在許多類型的細(xì)胞中,，PRC2是調(diào)控發(fā)育相關(guān)重要基因的表達(dá)所必需的。Wysocka和他的同事希望能夠了解其在胚胎干細(xì)胞中的工作機(jī)制。當(dāng)他們觀察老鼠的胚胎干細(xì)胞時(shí),，發(fā)現(xiàn)幾乎所有的PRC2都綁定到一個(gè)叫Jarid2的蛋白上,，相比于在非干細(xì)胞中，該蛋白在胚胎干細(xì)胞中存在更普遍,。
先前的研究表明,，Jarid2是一個(gè)對(duì)發(fā)育來(lái)說(shuō)很重要的蛋白，但是它在胚胎干細(xì)胞的角色還不是很清楚,。斯坦福大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)在老鼠和人類胚胎干細(xì)胞中,，PRC2和Jarid2的聯(lián)合加強(qiáng)了組蛋白到DNA的綁定。當(dāng)減少細(xì)胞中Jarid2的數(shù)量時(shí),，PRC2幾乎不能綁定到DNA上,，細(xì)胞開始提前產(chǎn)生蛋白。這就表明了Jarid2在干細(xì)胞分化中的重要作用,。
這是一個(gè)重要的發(fā)現(xiàn)，研究人員介紹說(shuō),，當(dāng)Jarid2和募集的PRC2綁定到DNA上時(shí),，能調(diào)節(jié)其修飾組蛋白的能力，研究同樣表明,，Jarid2/PRC2復(fù)合物能抑制基因表達(dá),。研究人員相信，這種PRC2活性的微調(diào),，能允許細(xì)胞周密地調(diào)控準(zhǔn)備就緒的程度,，其主要通過(guò)不斷的解包和基因的表達(dá)。
研究人員在青蛙的胚胎中證實(shí)了他們的發(fā)現(xiàn),，試驗(yàn)表明,，缺失Jarid2的胚胎不能完成非常重要的胚胎發(fā)展階段--原腸胚形成。
就如研究人員預(yù)料的,，沒(méi)有Jarid2的胚胎干細(xì)胞,，能夠保持已經(jīng)準(zhǔn)備就緒的基因沉默。接下來(lái)研究人員計(jì)劃對(duì)Jarid2召集PRC2并綁定到胚胎干細(xì)胞中特殊的分化基因上的機(jī)制以及如何影響基因表達(dá)作進(jìn)一步的探索,。研究人員表示,，這些研究或許對(duì)人類的癌癥同樣有用，因?yàn)镻RC2在一些癌癥中是上調(diào)的,。（生物谷Bioon.com）
生物谷推薦原始出處：
Cell, Volume 139, 24 December 2009 doi:10.1016/j.cell.2009.12.002
Jarid2/Jumonji Coordinates Control of PRC2 Enzymatic Activity and Target Gene Occupancy in Pluripotent Cells
Jamy C. Peng1, Anton Valouev2, Tomek Swigut1, Junmei Zhang5, Yingming Zhao6, Arend Sidow2, 3 and Joanna Wysocka1, 4, ,
1 Department of Chemical and Systems Biology, Stanford University School of Medicine, Stanford, CA 94305, USA
2 Department of Pathology, Stanford University School of Medicine, Stanford, CA 94305, USA
3 Department of Genetics, Stanford University School of Medicine, Stanford, CA 94305, USA
4 Department of Developmental Biology, Stanford University School of Medicine, Stanford, CA 94305, USA
5 Protein Chemistry Technology Center, University of Texas Southwestern Medical Center, Dallas, TX 75390, USA
6 Ben May Department for Cancer Research, University of Chicago, Chicago, IL 60637, USA
Polycomb Repressive Complex 2 (PRC2) regulates key developmental genes in embryonic stem (ES) cells and during development. Here we show that Jarid2/Jumonji, a protein enriched in pluripotent cells and a founding member of the Jumonji C (JmjC) domain protein family, is a PRC2 subunit in ES cells. Genome-wide ChIP-seq analyses of Jarid2, Ezh2, and Suz12 binding reveal that Jarid2 and PRC2 occupy the same genomic regions. We further show that Jarid2 promotes PRC2 recruitment to the target genes while inhibiting PRC2 histone methyltransferase activity, suggesting that it acts as a “molecular rheostat” that finely calibrates PRC2 functions at developmental genes. Using Xenopus laevis as a model we demonstrate that Jarid2 knockdown impairs the induction of gastrulation genes in blastula embryos and results in failure of differentiation. Our findings illuminate a mechanism of histone methylation regulation in pluripotent cells and during early cell-fate transitions.
