คอมเพล็กซ์ดรีม
คอมเพล็กซ์ DREAM ( dimerization partner, RB-like, E2F and multi-vulval class B)เป็นคอมเพล็กซ์โปรตีนที่รับผิดชอบในการควบคุมการแสดงออกของยีนที่ขึ้นอยู่กับวงจรเซลล์[ 1 ] [ 2 ]คอมเพล็กซ์นี้ได้รับการอนุรักษ์ทางวิวัฒนาการ แม้ว่าส่วนประกอบบางอย่างจะแตกต่างกันไปในแต่ละสายพันธุ์ ในมนุษย์ โปรตีนหลักในคอมเพล็กซ์คือRBL1 (p107) และRBL2 (p130) ซึ่งทั้งสองเป็นโฮโมล็อกของRB (p105) และจับกับปัจจัยการถอดรหัส E2F ที่ยับยั้งE2F4และE2F5 ; DP1 , DP2และ DP3 ซึ่งเป็นคู่หูการสร้างไดเมอร์ของ E2F; และ MuvB ซึ่งเป็นคอมเพล็กซ์ของLIN9 /37/52/54 และRBBP4 [ 1 ]
การค้นพบ
ยีนที่เข้ารหัสคอมเพล็กซ์ MuvB ถูกระบุครั้งแรกจาก การศึกษา การกลายพันธุ์ที่ทำให้สูญเสียการทำงานในC. elegansเมื่อเกิดการกลายพันธุ์ ยีนเหล่านี้จะสร้างหนอนที่มีอวัยวะคล้ายช่องคลอดหลายอัน จึงเป็นที่มาของชื่อ 'Muv' ยีน Muv ถูกจำแนกออกเป็นสามกลุ่ม โดยยีนกลุ่ม B เข้ารหัสโฮโมล็อกของ RB, E2Fและ DP1 ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม และยีนอื่นๆ เช่น LIN-54, LIN-37, LIN-7 และ LIN-52 ซึ่งยังไม่เข้าใจหน้าที่[ 3 ] [ 4 ]
การศึกษาใน เซลล์ ฟอลลิเคิลรังไข่ของ Drosophila melanogaster ระบุถึงโปรตีนคอมเพล็กซ์ที่จับกับยีนคอเรียนที่ขยายซ้ำๆ คอมเพล็กซ์นี้ประกอบด้วยยีนที่มีความคล้ายคลึงกับยีน MuvB อย่างใกล้ชิด เช่น Mip130, Mip120 และ Mip40 ยีน Mip เหล่านี้ถูกระบุว่าเป็นโฮโมล็อกของยีน MuvB LIN9, LIN54 และ LIN37 ตามลำดับ[ 5 ]การศึกษาเพิ่มเติมในสารสกัดนิวเคลียสของตัวอ่อนแมลงวันยืนยันการอยู่ร่วมกันของโปรตีนเหล่านี้กับโปรตีนอื่นๆ เช่น โฮโมล็อก RB Rbf1 และ Rbf2 และอื่นๆ เช่น E2f และ Dp ดังนั้นโปรตีนคอมเพล็กซ์นี้จึงถูกเรียกว่า คอมเพล็กซ์ Drosophila RBF, E2f2 และ Mip (dREAM) การรบกวนคอมเพล็กซ์ dREAM ผ่านการลดระดับ RNAiของส่วนประกอบของคอมเพล็กซ์ dREAM ส่งผลให้มีการแสดงออกของยีนที่ควบคุมโดย E2f สูงขึ้น ซึ่งโดยปกติจะถูกปิดเสียงไว้ แสดงให้เห็นถึงบทบาทของ dREAM ในการลดระดับการแสดงออกของยีน[ 6 ]ต่อมาในDrosophila melanogasterยังพบพาราล็อกเฉพาะในอัณฑะของคอมเพล็กซ์ Myb-MuvB/DREAM ที่รู้จักกันในชื่อ tMAC (คอมเพล็กซ์การหยุดการแบ่งเซลล์แบบไมโอซิสเฉพาะในอัณฑะ) ซึ่งเกี่ยวข้องกับการหยุดการแบ่งเซลล์แบบไมโอซิส[ 7 ]
ต่อมามีการระบุโปรตีนคอมเพล็กซ์ที่คล้ายกับ dREAM ใน สารสกัด C. elegansที่มี DP, RB และ MuvB และตั้งชื่อว่า DRM คอมเพล็กซ์นี้ประกอบด้วยโฮโมล็อกของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมของ RB และ DP และสมาชิกอื่นๆ ของคอมเพล็กซ์ MuvB [ 8 ]
คอมเพล็กซ์ DREAM ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมถูกระบุโดยการตกตะกอนภูมิคุ้มกันของ p130 ร่วมกับการวิเคราะห์ด้วยแมสสเปกโทรเมตรี ผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่า p130 เกี่ยวข้องกับ E2F4, E2F5, คู่หูในการสร้างไดเมอร์ DP และ LIN9, LIN54, LIN37, LIN52 และ RBBP4 ซึ่งประกอบกันเป็นคอมเพล็กซ์ MuvB การตกตะกอนภูมิคุ้มกันของปัจจัย MuvB ยังเผยให้เห็นถึงความสัมพันธ์ของ BMYB การตกตะกอนภูมิคุ้มกันเพิ่มเติมด้วย BMYB ทำให้ได้โปรตีนหลักของ MuvB ทั้งหมด แต่ไม่พบสมาชิกอื่นๆ ของคอมเพล็กซ์ DREAM ได้แก่ p130, p107, E2F4/5 และ DP สิ่งนี้บ่งชี้ว่า MuvB เกี่ยวข้องกับ BMYB เพื่อสร้างคอมเพล็กซ์ BMYB-MuvB หรือเกี่ยวข้องกับ p130/p107, E2F4/5 และ DP เพื่อสร้างคอมเพล็กซ์ DREAM พบว่าคอมเพล็กซ์ DREAM แพร่หลายในเซลล์ที่สงบหรืออดอาหาร และคอมเพล็กซ์ BMYB-MuvB พบในเซลล์ที่กำลังแบ่งตัวอย่างแข็งขัน ซึ่งบ่งชี้ถึงหน้าที่การทำงานที่แยกจากกันของคอมเพล็กซ์ทั้งสองนี้[ 9 ]
นอกจากนี้ ยังมีการค้นพบคอมเพล็กซ์คล้าย MuvB ในArabidopsis เมื่อไม่นานมานี้ ซึ่งรวมถึงออร์โธล็อก E2F และ MYB รวมกับออร์โธล็อก LIN9 และ LIN54 [ 10 ] [ 11 ]
การทำงาน
หน้าที่หลักของคอมเพล็กซ์ DREAM คือการยับยั้งการแสดงออกของยีนG1/SและG2/M ในช่วงที่เซลล์อยู่ในสภาวะ สงบ (G0 การเข้าสู่รอบการแบ่งเซลล์จะทำให้ p130 แยกตัวออกจากคอมเพล็กซ์ และนำไปสู่การดึงดูดโปรตีน E2F ที่กระตุ้นการทำงานในภายหลัง ซึ่งทำให้ยีนในระยะ G1 ตอนปลายและระยะ S ที่ควบคุมโดย E2F สามารถแสดงออกได้ BMYB ( MYBL2 ) ซึ่งถูกยับยั้งโดยคอมเพล็กซ์ DREAM ในช่วง G0 สามารถแสดงออกได้ในเวลานี้เช่นกัน และจะจับกับ MuvB ในช่วงระยะ Sเพื่อส่งเสริมการแสดงออกของยีนสำคัญ ระยะ G2 / Mเช่นCDK1และCCNB1 จากนั้น FOXM1จะถูกดึงดูดเข้ามาในระยะ G2 ส่งเสริมการแสดงออกของยีนต่อไป (เช่นAURKA ) ในช่วงระยะ S ตอนปลาย BMYB จะถูกย่อยสลายโดยCUL1 ( คอมเพล็กซ์ SCF ) ในขณะที่ FOXM1 จะถูกย่อยสลายในระหว่าง การแบ่งเซลล์โดยAPC/ C [ 1 ] [ 12 ]ใกล้สิ้นสุดวงจรเซลล์ คอมเพล็กซ์ DREAM จะถูกประกอบขึ้นใหม่โดย DYRK1A เพื่อยับยั้งยีน G1/S และ G2/M

จีโอ
ในระหว่างภาวะสงบ คอมเพล็กซ์ DREAM จะยับยั้งการแสดงออกของยีน G1/S และ G2/M ในระบบของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม การศึกษา โครมาตินอิมมูโนพรีซิปิเทชัน (ChIP)เผยให้เห็นว่าส่วนประกอบของ DREAM พบร่วมกันที่โปรโมเตอร์ของยีนที่มีจุดสูงสุดในระยะG1/SหรือG2/M [ 9 ]ในทางกลับกัน การยกเลิกคอมเพล็กซ์ DREAM นำไปสู่การแสดงออกที่เพิ่มขึ้นของยีนที่ควบคุมโดย E2F ซึ่งปกติจะถูกยับยั้งในระยะ G0 [ 9 ] [ 13 ]ตรงกันข้ามกับเซลล์ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม คอมเพล็กซ์ dREAM ของแมลงวันพบที่โปรโมเตอร์เกือบหนึ่งในสามของทั้งหมด ซึ่งอาจสะท้อนถึงบทบาทที่กว้างขึ้นของ dREAM ในการควบคุมยีน เช่นการตายของเซลล์ตามโปรแกรมของเซลล์ต้นกำเนิดประสาท[ 14 ] [ 15 ]
การเชื่อมต่อของคอมเพล็กซ์ DREAM กับโปรโมเตอร์เกิดขึ้นจากการจับกันของ LIN-54 กับบริเวณที่เรียกว่าบริเวณความคล้ายคลึงของยีนวงจรเซลล์ (CHR) ซึ่งเป็นลำดับนิวคลีโอไทด์เฉพาะที่พบได้ทั่วไปในโปรโมเตอร์ของยีนที่แสดงออกในช่วงปลายระยะ S หรือระยะ G2/M การเชื่อมต่อยังสามารถทำได้ผ่านโปรตีน E2F ที่จับกับลำดับที่เรียกว่าไซต์องค์ประกอบที่ขึ้นอยู่กับวงจรเซลล์ (CDE) พบว่ายีนที่ขึ้นอยู่กับวงจรเซลล์บางชนิดที่ทั้ง CHR และ CDE อยู่ใกล้กัน เนื่องจาก p130-E2F4 สามารถสร้างการเชื่อมโยงที่เสถียรกับคอมเพล็กซ์ MuvB ความใกล้ชิดของ CHR กับ CDE บ่งชี้ว่าความสัมพันธ์ในการจับของคอมเพล็กซ์ DREAM กับยีนเป้าหมายได้รับการปรับปรุงร่วมกันโดยการเชื่อมโยงกับไซต์การจับทั้งสอง[ 16 ]
เมื่อ DREAM เข้ายึดกับโปรโมเตอร์ p130 จะจับกับ LIN52 และการเชื่อมโยงนี้จะยับยั้งการจับของ LIN52 กับโปรตีนตัวปรับแต่งโครมาติน [ 17 ] [ 18 ] ดังนั้นต่างจาก RB-E2F คอมเพล็กซ์ DREAM จึงไม่น่าจะดึงดูดตัวปรับแต่งโครมาตินโดยตรงเพื่อยับยั้งการแสดงออกของยีน แม้ว่าจะมีการเสนอแนะถึงการเชื่อมโยงบางอย่างก็ตาม[ 19 ] [ 20 ]คอมเพล็กซ์ DREAM อาจลดการแสดงออกของยีนโดยส่งผลต่อ ตำแหน่ง ของนิวคลีโอโซม DNA ที่อัดแน่นที่ตำแหน่งเริ่มต้นการถอดรหัสจะยับยั้งการแสดงออกของยีนโดยการปิดกั้นการเข้ายึดของRNA polymerase [ 21 ] ตัวอย่างเช่น ในหนอน การสูญเสียโปรตีนคอมเพล็กซ์ MuvB LIN35 นำไปสู่การสูญเสียการเชื่อมโยงของฮิสโตนที่ยับยั้งและการแสดงออกของยีนที่ขึ้นอยู่กับวงจรเซลล์ในระดับสูง อย่างไรก็ตาม หลักฐานโดยตรงสำหรับความเชื่อมโยงระหว่างฮิสโตน ที่ยับยั้ง และคอมเพล็กซ์ DREAM ยังคงต้องได้รับการชี้แจงเพิ่มเติม[ 22 ]

จี1/เอส
เช่นเดียวกับคู่ของมัน RB-E2F คอมเพล็กซ์ DREAM ก็ได้รับผลกระทบจากสิ่งกระตุ้นการเจริญเติบโตที่คล้ายกันและ กิจกรรมของ ไซคลิน -CDK ที่ตามมา การเพิ่มกิจกรรมของไซคลิน D-CDK4 และไซคลิน E-CDK2 ทำให้คอมเพล็กซ์ DREAM แยกตัวออกจากโปรโมเตอร์โดยการฟอสโฟรีเลชันของ p130 [ 18 ] p130 ที่ถูกฟอสโฟรีเลชันมากเกินไปจะถูกย่อยสลายในภายหลัง[ 23 ] [ 24 ]และ E2F4 จะถูกส่งออกจากนิวเคลียส[ 25 ]เมื่อ E2F ที่ยับยั้งถูกกำจัดออกไป E2F ที่กระตุ้นจะจับกับโปรโมเตอร์เพื่อเพิ่มการแสดงออกของยีน G1/S ที่ส่งเสริมการสังเคราะห์ DNA และการเปลี่ยนผ่านของวงจรเซลล์[ 26 ] BMYB ก็ได้รับการเพิ่มการแสดงออกในช่วงเวลานี้เช่นกัน จากนั้นจะจับกับยีนที่ถึงจุดสูงสุดในระยะ G2/M [ 9 ] [ 27 ] [ 28 ]การจับกันของ BMYB กับยีนในระยะท้ายของวงจรเซลล์ขึ้นอยู่กับการเชื่อมโยงกับแกน MuvB เพื่อสร้างคอมเพล็กซ์ BMYB-MuvB ซึ่งจากนั้นจะสามารถควบคุมยีนในระยะ G2/M ได้[ 12 ]
ระยะไมโทซิสตอนปลาย
ใกล้สิ้นสุดระยะไมโทซิส p130 และ p107 จะถูกดีฟอสโฟรีเลตจากสถานะไฮเปอร์ฟอสโฟรีเลตโดยฟอสฟาเทสPP2a [ 29 ] [ 30 ] การยับยั้งกิจกรรมของ PP2a ลดการจับโปรโมเตอร์ของโปรตีนบางส่วนของคอมเพล็กซ์ DREAM ในระยะ G1 ต่อไป และลดการยับยั้งการแสดงออกของยีน[ 31 ]
ส่วนประกอบอื่นๆ ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีการฟอสโฟรีเลชันเพื่อให้เกิดการประกอบคอมเพล็กซ์ DREAM ในบรรดาส่วนประกอบเหล่านี้ การฟอสโฟรีเลชันของ LIN52 ที่ตำแหน่ง S28 เป็นที่เข้าใจมากที่สุด การแทนที่ซีรีน นี้ เป็นอะลานีนทำให้การจับกันของแกน MuvB กับ p130 ลดลง และทำให้ความสามารถของเซลล์ในการเข้าสู่ภาวะสงบลดลง สิ่งนี้บ่งชี้ว่าการฟอสโฟรีเลชันของ LIN52 ที่ตำแหน่ง S28 มีความจำเป็นสำหรับการเชื่อมโยงและการทำงานที่เหมาะสมของคอมเพล็กซ์ DREAM ผ่านการจับกับ p130 ตัวควบคุมการฟอสโฟรีเลชันของตำแหน่ง S28 ที่รู้จักกันตัวหนึ่งคือDYRK1Aการสูญเสียไคเนส นี้ ทำให้การฟอสโฟรีเลชันของตำแหน่ง S28 ลดลง และการเชื่อมโยงของ p130 กับ MuvB ลดลง[ 13 ]นอกจากนี้ยังพบว่า DYRK1A ย่อยสลายไซคลิน D1 ซึ่งจะเพิ่มระดับ p21 ซึ่งทั้งสองอย่างนี้มีส่วนช่วยในการออกจากวงจรเซลล์[ 32 ]
นอกจากนี้ คอมเพล็กซ์ DREAM ยังแสดงให้เห็นว่าสามารถควบคุมการแบ่งเซลล์ผ่าน GAS2L3 ได้อีกด้วย [ 33 ]
การรักษาโรคมะเร็ง
เนื่องจากมีบทบาทในการควบคุมวงจรเซลล์ การกำหนดเป้าหมายไปที่คอมเพล็กซ์ DREAM อาจช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการรักษาโรคมะเร็ง เช่นอิมาทินิบ[ 34 ] [ 35 ]
ดูเพิ่มเติม
อ่านเพิ่มเติม
- Rashid, NN; Yusof, R; Watson, RJ (พฤศจิกายน 2014). "คอมเพล็กซ์ B-myb--DREAM ไม่ใช่ปัจจัยสำคัญในการควบคุมยีน G2/M ในเซลล์ไลน์ที่ถูกเปลี่ยนแปลงโดย HPV" Anticancer Research . 34 (11): 6557– 63. PMID 25368258 .