Inaktiváló hatású fehérjekomplexek szerepe és működése a Drosophila homeotikus gének szabályozásában = Function of silencing complexes in the regulation of homeotic genes in Drosophila

摘要

Csoportunk a génkifejeződés epigenetikus szabályozását tanulmányozza a Drosophila bithorax génkomplexének, mint modellrendszernek a segítségével. Az elmúlt pályázati periódusban megkezdtük egy, a csoportunk által korábban létrehozott nagyméretű mutáns gyűjteménynek a feldolgozását, amely ismeretlen, Pc- és trx csoporba tartózó gének mutációit tartalmazza. Gyűjteményünk felhasználásával jellemeztük a grappa gént, ami az élesztő DOT1 fehérjéjének, egy, a H3-as hiszton K79-es pozícióját specifikusan metiláló enzim muslica homológját kódolja. Kimutattuk, hogy a korábban kizárólag transzkripciós aktivátornak gondolt GRAINYHEAD fehérje hozzájárul ahhoz, hogy a különböző PcG fehérjekomplexek specifikusan kötődjenek az iab-7 PRE-hez). Transgenikus vonalak felhasználásával térképeztünk egy trithorax response element-et (TRE) közvetlenül az iab-7 PRE szomszédságában. Kimutattuk, hogy az ENHANCER OF ZESTE (E(Z)) fehérje C-terminális darabja histon-metil-transzferáz aktivitást mutat, és hogy egy funkciónyeréses mutáns változat, az E(Z)TRM specificitása és hatékonysága csak kis mértékben különbözik a vad fehérje megfelelő tulajdonságaitól. Genetikai interakciós vizsgálataink felvetik azt a lehetőséget, hogy az E(Z) és különböző trxG fehérjék kompetálnak azokért a nukleoszómákért, amelyek közel vannak ahhoz a helyhez (PRE és TRE), ahová ezek e fehérjék specifikusan kötődnek. Jelentős előrehaladást értünk el több, általunk azonosított, Pc- vagy trx csoportba tartozó génnek a jellemzésében is. | Our group studies the epigenetic control of gene expression using the Drosophila bithorax complex as a model system. During the past granting period we begin to characterize a large mutant collection, containing new mutations belonging to either to the Pc-, or to the trx group of genes, that we generated earlier. Using this set of mutations we described and characterized the grappa gene that codes for the sole Drosophila homolog of the yeast DOT1 protein, a histone H3 K79 methyl-transferase. Also based on our mutations, we demonstrated that the GRAINYHEAD protein, which was originally thought to be a transcriptional activator, contributes to the specific targeting of PcG protein complexes to the infraabdominal-7 Polycomb response element, iab-PRE. Using transgenic lines, we mapped a trithorax response element (TRE) next to the iab-PRE. We showed that a truncated version of the PcG protein, ENHANCER OF ZESTE (E(Z)), possess histone-methyl-transferase activity, and that the specificity of a mutant, excess of function variant, E(Z)TRM, is only slightly different from the wild type. Genetic interaction studies suggested that E(Z) and different TRXG proteins may compete for common substrates, e. g. nucleosomes near to the site where these proteins are specifically targeted. We also made significant progress in characterizing several newly identified genes belonging either to the Pc-, or to the trxG