SUMO-specific protease 2 is essential for suppression of polycomb group protein-mediated gene silencing during embryonic development

doi:10.1016/j.molcel.2010.03.005

.2010年4月23日；38(2):191-201.

doi:10.1016/j.molcel.2010.03.005。

SUMO特异性蛋白酶2对抑制胚胎发育过程中多梳组蛋白介导的基因沉默至关重要

迅雷康¹, 伊陶琪, 雍佐, 王琦（Qi Wang）, 邹燕琼, 罗伯特·施瓦茨, 金科诚, 爱德华·T·H·Yeh

附属公司

PMID： 20417598
预防性维修识别码：项目经理2879644
内政部： 2016年10月10日/j.molcel.2010.03.005

SUMO特异性蛋白酶2对抑制胚胎发育过程中多梳组蛋白介导的基因沉默至关重要

迅雷康等。分子电池. 2010.

.2010年4月23日；38(2):191-201.

doi:10.1016/j.molcel.2010.03.005。

作者

迅雷康¹, 伊陶琪, 左勇, 王琦（Qi Wang）, 邹燕琼, 罗伯特·施瓦茨, 金科诚, 爱德华·T·H·Yeh

附属

¹中国教育部细胞分化与凋亡重点实验室生物化学与分子细胞生物学系，上海交通大学医学院，中国上海。

PMID： 20417598
预防性维修识别码：项目经理2879644
内政部： 2016年10月10日/j.molcel.2010.03.005

摘要

SUMO特异性蛋白酶2（SENP2）在体外具有广泛的脱磺酰化活性。然而，SENP2的生物学功能在很大程度上尚不清楚。在这里，我们发现小鼠SENP2基因的缺失会导致胚胎心脏缺陷，并降低Gata4和Gata6的表达，这对心脏发育至关重要。SENP2主要通过改变Pc2/CBX4（一种多梳抑制复合物1（PRC1）亚单位）在其启动子上的占有率来调节Gata4和Gata6的转录。我们证明，Pc2/CBX4是体内SENP2的靶点，SUMO化对于Pc2/CBX4介导的PRC1在K27（H3K27me3）甲基化组蛋白3的募集至关重要。在SENP2缺失胚胎中，SUMOylated Pc2/CBX4积累，PcG靶基因启动子上的Pc2/CBX4占有率显著增加，导致Gata4和Gata6转录受到抑制。我们的结果揭示了去糖基化在调节PcG靶基因表达中的关键作用。

PubMed免责声明

数字

**图1。*传感器2*−/−胚胎有心肌发育缺陷**
**（A）**的外观*传感器2+/+*和*参议员2*E10.5时的−/−胚胎。这个*传感器2*−/−胚胎心脏较小，有心包积液。**（B）**E10.5野生型心脏H&E染色切片(*a、 c（c）*)和*传感器2*−/− (*b、 d日*)胚胎。这个*传感器2*−/−胚胎显示出低细胞心内膜垫和心肌发育不全，心肌变薄。**（C）**来自*传感器2*+/+E10.5或−/−胚胎在突变胚胎中的凋亡没有显著增加（P>0.01）。“n”表示检查的节数。**（D）**心脏切片的磷甾酮H3（PH3）染色*传感器2*+/+或−/−胚胎在E10.5时显示突变胚胎的增殖减少（P<0.01）。“n”表示检查的节数。

**图2。的简化表达式*Gata4公司*,*加塔6*、和*Mef2c公司*在里面*传感器2*−/−胚胎**
**（A）**E10.5心脏发育相关基因的RT-PCR分析*传感器2+/+*或−/−胚胎。样品扩增32、34和36个周期*手牌1*; 30、32和34个循环手2和*岛屿1*; 28、30和32个循环*Gata4公司*,*Gata6，Nkx2.5，*和*Srf公司*; 26、28和30次循环*墨西哥。β-肌动蛋白*mRNA水平（扩增18、21和24个周期）作为对照。**（B）** *传感器2+/+*或−/−胚胎在E10.5天时被整座山染色就地指示转录物的杂交。

**图3。SENP2对PcG靶基因的表达至关重要**
**（A）**野生型和非野生型PcG靶基因的定量表达水平*传感器2*−/−胚胎。通过实时PCR测量转录水平，将其归一化为野生型对照，并将其描述为*传感器2*−/−和野生型胚胎（设置为1，红色虚线）。误差条基于三个独立实验中三次PCR反应得出的标准偏差。**（B）**PcG靶基因的定量表达水平*SENP2+/+或SENP2*−/−MEF电池，*或SENP2*感染含有SENP2或SENP2催化突变体（SENP2m）的逆转录病毒载体的−/−MEF细胞。通过实时PCR测量指示基因的转录，并将其归一化为*传感器2+/+*控件（设置为1）。误差条基于三个独立实验中三次PCR反应得出的标准偏差。**（C）**沉默SENP2可下调PcG靶基因的表达。用实时荧光定量PCR技术分析转染si-NS或si-SENP2的293细胞中PcG靶基因的转录物。mRNA水平显示为三个独立转染实验的平均值±标准差。

**图4。SENP2在调节PcG靶基因启动子上PRC1占位中起着关键作用**
**（A）**的突变*参议员2*基因增强PRC1与*Gata4公司*和*加塔6*在qChIP分析中使用了八种抗体（抗IgG、-H3K27me3、-CBX2、-Pc2、-Ring1b、-Bmi1、-Ezh2和-Suz12）*传感器2+/+*或−/−MEF单元。数据以三个独立实验的平均值±s.d.表示。**（B）**SENP2的过度表达，而不是SENP2催化突变，减少了Pc2的募集*传感器2*−/−MEF电池。在qChIP分析中使用了两种抗体（抗Pc2和-H3K27me3）*参议员2*感染空逆转录病毒载体、含有Flag-SENP2或Flag-SEN P2催化突变体（SENP2m）的逆转录病毒质粒的−/−MEF细胞。数据显示为三个独立转染实验的平均值±标准差。**（C）**Pc2和组蛋白3（H3）在*霍克斯州2*通过qChIP分析对293个转染siRNA的细胞中的启动子进行分析，siRNA针对SENP（si-SENP）或非特异性对照（si-NS），如图所示。数据显示为三个独立转染实验的平均值±标准差。**（D）**沉默SENP2会减少*霍克斯州2*.的表达式*霍克斯州2*通过实时PCR对（C）中描述的细胞进行分析。mRNA水平以三个独立转染实验的平均值±s.d.表示。**（E）**SENP2与PRC1绑定。用抗Flag抗体或来自Flag-SENP2转染293细胞染色质部分的IgG免疫沉淀Flag-SENP2。用抗Flag、-Pc2、-Bmi1或-Ring1b抗体检测沉淀物。

**图5。SENP2去结合SUMOylated Pc2**
**（A）**SENP2脱磺酸盐Pc2体内用所示质粒转染COS-1细胞。用抗HA和抗Flag（IB）免疫印迹法检测转染细胞裂解液中的抗Flag（IP）免疫沉淀物。用抗RGS抗体对全细胞裂解物（WCL）进行免疫印迹（IB）。**（B）**氨酰化Pc2累积于*传感器2*−/−，不是*参议员2+/+*也不是*发送1*−/−MEF电池。5×10的染色质组分⁷用微球菌核酸酶处理MEF细胞，然后用Pc2和SUMO1抗体进行免疫沉淀。用抗Pc2或抗SUMO1（IB）免疫印迹法检测结合蛋白。

**图6。氨甲酰化增加Pc2与H3K27me3的结合亲和力**
**（A）**SUMO酸化位点突变降低Pc2占据启动子的能力*Gata4公司*两种抗体（抗-Flag和-H3）用于qChIP测定，使用用指示质粒转染的SENP2+/+或−/-MEF细胞。数据显示为三个独立转染实验的平均值±标准差。**（B）**Pc2（IP）免疫沉淀物来自*传感器2+/+*（重量），*传感器2*−/−,或*发送1*用抗Pc2和抗H3K27me3、H3K17me2、H3K27me1和H3K9me3（IB）免疫印迹法检测−/−MEF细胞。以抗H3抗体为输入，对染色质组分进行免疫印迹（IB）。**（C）**氨酰化Pc2与三甲基化H3K27结合，但与H3K9结合，亲和力高于未结合Pc2。在K27（上面板）或K9（下面板）上未修饰或三甲基化的生物素化组蛋白H3肽与来自*传感器2+/+*（WT）或*传感器2*-/-（Mut）MEF在链霉亲和素结合的琼脂糖珠存在下。用抗Pc2或抗SUMO1的免疫印迹法（IB）检测沉淀物。**（D）**氨酰化促进Pc2色域与三甲基H3K27的结合。在K27（mK27）上三甲基化的生物素化组蛋白H3肽与GST-SUMO1、GST-Pc2（1-100）、GST-SUMO1-融合Pc2、GST-Pc2（1-100）和SUMO化GST-Pc 2（409-531）重组蛋白在链霉亲和素结合的琼脂糖珠存在下孵育。左面板显示了抗GST检测到的mK27肽的输入和沉淀。中间面板显示了抗SUMO1检测到的mK27肽的沉淀物。相对结合亲和力显示为抗GST检测到的沉淀物信号密度的相对折叠变化，并通过输入进行标准化（右侧面板）。“*”表示非特定带。“”表示降级的频带。**（E）**描述SENP2通过控制Pc2的SUMO化状态在调节PRC1募集到H3K27me3中的作用的模型。Pc2的E3连接酶可能是Pc2本身或未定义的E3连接酶。

公式图像 — **图6。氨甲酰化增加Pc2与H3K27me3的结合亲和力**
**（A）**SUMO酸化位点突变降低Pc2占据启动子的能力*Gata4公司*两种抗体（抗-Flag和-H3）用于qChIP测定，使用用指示质粒转染的SENP2+/+或−/-MEF细胞。数据显示为三个独立转染实验的平均值±标准差。**（B）**Pc2（IP）免疫沉淀物来自*传感器2+/+*（重量），*传感器2*−/−,或*发送1*用抗Pc2和抗H3K27me3、H3K17me2、H3K27me1和H3K9me3（IB）免疫印迹法检测−/−MEF细胞。以抗H3抗体为输入，对染色质组分进行免疫印迹（IB）。**（C）**氨酰化Pc2与三甲基化H3K27结合，但与H3K9结合，亲和力高于未结合Pc2。在K27（上面板）或K9（下面板）上未修饰或三甲基化的生物素化组蛋白H3肽与来自*传感器2+/+*（WT）或*传感器2*-/-（Mut）MEF在链霉亲和素结合的琼脂糖珠存在下。用抗Pc2或抗SUMO1的免疫印迹法（IB）检测沉淀物。**（D）**氨酰化促进Pc2色域与三甲基H3K27的结合。在K27（mK27）上三甲基化的生物素化组蛋白H3肽与GST-SUMO1、GST-Pc2（1-100）、GST-SUMO1-融合Pc2、GST-Pc2（1-100）和SUMO化GST-Pc 2（409-531）重组蛋白在链霉亲和素结合的琼脂糖珠存在下孵育。左面板显示了抗GST检测到的mK27肽的输入和沉淀。中间面板显示了抗SUMO1检测到的mK27肽的沉淀物。相对结合亲和力显示为抗GST检测到的沉淀物信号密度的相对折叠变化，并通过输入进行标准化（右侧面板）。“*”表示非特定带。“”表示降级的频带。**（E）**描述SENP2通过控制Pc2的SUMO化状态在调节PRC1募集到H3K27me3中的作用的模型。Pc2的E3连接酶可能是Pc2本身或未定义的E3连接酶。

请参阅PMC中的此图像和版权信息

中的注释

SUMO参与了多梳依赖性基因抑制。
吉尔·G。吉尔G。分子细胞。2010年4月23日；38(2):157-9. doi:10.1016/j.molcel.2010.04.006。分子细胞。2010 PMID：20417594 没有可用的摘要。

类似文章

SUMO2/3对SENP2介导的胚外和胚胎发育的需求。
Yu HI、Hsu T、Maruyama EO、Paschen W、Yang W和Hsu W。 Yu HI等。开发动态。2020年2月；249(2):237-244. doi:10.1002/dvdy.125。Epub 2019年11月1日。开发动态。2020 PMID：31625212 免费PMC文章。
小泛素样修饰因子（SUMO）特异性蛋白酶2在肌肉生长抑制素表达和肌肉发生中的重要作用。
齐毅、左毅、叶毅、程杰。齐毅等。生物化学杂志。2014年2月7日；289(6):3288-93. doi:10.1074/jbc。M113.518282。Epub 2013年12月16日。生物化学杂志。2014 PMID：24344126 免费PMC文章。
多梳蛋白Pc2是SUMO E3。
Kagey MH、Melhuish TA、Wotton D。 Kagey MH等人。单元格。2003年4月4日；113(1):127-37. doi:10.1016/s092-8674（03）00159-4。单元格。2003 PMID：12679040
Pc2和SUMO化。
沃顿D，美林JC。 Wotton D等人。生物化学Soc Trans。2007年12月；35（第6部分）：1401-4。doi:10.1042/BST0351401。生物化学Soc Trans。2007 PMID：18031231 审查。
SUMO与阻遏复合物的关联，转录控制的新途径。
Garcia-Dominguez M、Reyes JC。 Garcia-Dominguez M等人。 Biochim生物物理学报。2009年6月8日；1789(6-8):451-9. doi:10.1016/j.bbagrm.2009.07.001。Epub 2009年7月17日。 Biochim生物物理学报。2009 PMID：19616654 审查。

查看所有类似文章

引用人

层流诱导的CHK1-SENP2活性通过不同于内皮-间充质细胞转换的机制阻碍内皮活化和纤维化改变。
Nguyen MTH、Imanishi M、Li S、Chau K、Banerjee P、Velatooru LR、Ko KA、Samanthapudi VSK、Gi YJ、Lee LL、Abe RJ、McBeath E、Deswal A、Lin SH、Palaskas NL、Dantzer R、Fujiwara K、Borchrdt MK、Turcios EB、Olmsted-Davis EA、Kotla S、Cooke JP、Wang G、Abe JI、Le NT。 Nguyen MTH等人。《前心血管医学》，2023年8月30日；10:1187490. doi:10.3389/fcvm.2023.1187490。eCollection 2023年。《Front Cardiovasc Med.2023》。 PMID：37711550 免费PMC文章。
静息心率及其在心血管疾病中的作用的遗传学见解。
van de Vegte YJ、Eppinga RN、van der Ende MY、Hagemeijer YP、Mahendran Y、Salfati E、Smith AV、Tan VY、Arking de、Ntalla I、Appel EV、Schurmann C、Brody JA、Rueedi R、Polasek O、Sveinbjornsson G、Lecoeur C、Ladenvall C、Zhao JH、Isaacs A、Wang L、Luan J、Hwang SJ、Mononen N、Auro K、Jackson AU、Bielak LF、Zeng L、Shah N、Nethander M、Campbell A，Rankinen T、Pechlivanis S、Qi L、Zhao W、Rizzi F、Tanaka T、Robino A、Cocca M、Lange L、Müller-Nurasyid M、Roselli C、Zhang W、Kleber ME、Guo X、Lin HJ、Pavani F、Galesroot TE、Noodam R、Milaneschi Y、Schraut KE、den Hoed M、Degenhardt F、Trompet S、van den Berg ME、Pistis G、Tham YC、Weiss S、Sim XS、Li HL、van der Most PJ、Nolte IM、，Lyytikäinen LP、Said MA、Witte DR、Irinarive C、Launer L、Ring SM、de Vries PS、Sever P、Linneberg A、Bottinger EP、Padmanabhan S、Psaty BM、Sotoodehnia N、Kolcic I；DCCT/EDIC研究小组；Arnar DO、Gudbjartsson DF、Holm H、Balkau B、Silva CT、Newton-Cheh CH、Nikus K、Salo P、Mohlke KL、Peyser PA、Schunkert H、Lorentzon M、Lahti J、Rao DC、Cornelis MC、Faul JD、Smith JA、Stolarz-Skrzypek K、Bandinelli S、Concas MP、Sinagra G、Meitinger T、Waldenberger M、Sinner MF、Strauch K、Delgado GE、Taylor KD、Yao J，… 完整作者列表见摘要➔ van de Vette YJ等人。国家公社。2023年8月2日；14(1):4646. doi:10.1038/s41467-023-39521-2。国家公社。2023 PMID：37532724 免费PMC文章。
前沿：多梳抑制复合物1亚单位Cbx4积极调节CD8 T细胞的效应器反应。
Melo GA、Xu T、Calóba C、Schutte A、Passos TO、Neto MAN、Brum G、Oliveira-Vieira B、Higa L、Monteiro FLL、Berbert L、Gonçalves ANA、Tanuri A、Viola JPB、Werneck MBF、Nakaya HI、Pipkin ME、Martinez GJ、Pereira RM。 Melo GA等人。免疫学杂志。2023年9月1日；211(5):721-726. doi:10.4049/jimmunol.2200757。免疫学杂志。2023 PMID：37486206 免费PMC文章。
膀胱癌预后生物标志物CBX6和CBX7的鉴定。
李X，李L，熊X，匡Q，彭M，朱K，罗P。李X等。诊断（巴塞尔）。2023年4月11日；13(8):1393. doi:10.3390/diagnostics13081393。诊断（巴塞尔）。2023 PMID：37189494 免费PMC文章。
细胞SUMO化调控的悖论：生物分子缩合物的作用？
程X，杨伟，林伟，梅福。 Cheng X等人。药理学修订版2023年9月；75(5):979-1006. doi:10.1124/pharmrev.122.000784。Epub 2023年5月3日。药理学修订版2023。 PMID：37137717 审查。

查看所有“被引用”文章

工具书类

1. Bernstein BE、Mikkelsen TS、Xie X、Kamal M、Huebert DJ、Cuff J、Fry B、Meissner A、Wernig M、Plath K等。二价染色质结构标志着胚胎干细胞中的关键发育基因。单元格。2006年a；125:315–326.-公共医学
1. Bernstein E、Duncan EM、Masui O、Gil J、Heard E、Allis CD。小鼠多梳蛋白与甲基化组蛋白H3和RNA有差异性结合，并富含兼性异染色质。分子细胞生物学。2006年b；26:2560–2569.-项目管理咨询公司-公共医学
1. Best JL、Ganiatas S、Agarwal S、Changou A、Salomoni P、Shirihai O、Meluh PB、Pandolfi PP、Zon LI。SUMO-1蛋白酶-1通过PML调节基因转录。分子细胞。2002;10:843–855.-公共医学
1. Boyer LA、Plath K、Zeitlinger J、Brambrink T、Medeiros LA、Lee TI、Levine SS、Wernig M、Tajonar A、Ray MK等。多梳复合物抑制小鼠胚胎干细胞中的发育调节因子。自然。2006;441:349–353。-公共医学
1. Bracken AP、Dietrich N、Pasini D、Hansen KH、Helin K。Polycomb靶基因的全基因组定位揭示了它们在细胞命运转变中的作用。基因开发2006；20:1123–1136.-项目管理咨询公司-公共医学

出版物类型

行动
行动

MeSH术语

行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动

物质

行动
行动
行动
行动
行动
行动

赠款和资金

R01 CA139520/CA/NCI NIH HHS/美国

LinkOut-更多资源

[1] Bernstein BE、Mikkelsen TS、Xie X、Kamal M、Huebert DJ、Cuff J、Fry B、Meissner A、Wernig M、Plath K等。二价染色质结构标志着胚胎干细胞中的关键发育基因。单元格。2006年a；125:315–326.-公共医学

[2] Bernstein BE、Mikkelsen TS、Xie X、Kamal M、Huebert DJ、Cuff J、Fry B、Meissner A、Wernig M、Plath K等。二价染色质结构标志着胚胎干细胞中的关键发育基因。单元格。2006年a；125:315–326.-公共医学

[3] Bernstein E、Duncan EM、Masui O、Gil J、Heard E、Allis CD。小鼠多梳蛋白与甲基化组蛋白H3和RNA有差异性结合，并富含兼性异染色质。分子细胞生物学。2006年b；26:2560–2569.-项目管理咨询公司-公共医学

[4] Bernstein E、Duncan EM、Masui O、Gil J、Heard E、Allis CD。小鼠多梳蛋白与甲基化组蛋白H3和RNA有差异性结合，并富含兼性异染色质。分子细胞生物学。2006年b；26:2560–2569.-项目管理咨询公司-公共医学

[5] Best JL、Ganiatas S、Agarwal S、Changou A、Salomoni P、Shirihai O、Meluh PB、Pandolfi PP、Zon LI。SUMO-1蛋白酶-1通过PML调节基因转录。分子细胞。2002;10:843–855.-公共医学

[6] Best JL、Ganiatas S、Agarwal S、Changou A、Salomoni P、Shirihai O、Meluh PB、Pandolfi PP、Zon LI。SUMO-1蛋白酶-1通过PML调节基因转录。分子细胞。2002;10:843–855.-公共医学

[7] Boyer LA、Plath K、Zeitlinger J、Brambrink T、Medeiros LA、Lee TI、Levine SS、Wernig M、Tajonar A、Ray MK等。多梳复合物抑制小鼠胚胎干细胞中的发育调节因子。自然。2006;441:349–353。-公共医学

[8] Boyer LA、Plath K、Zeitlinger J、Brambrink T、Medeiros LA、Lee TI、Levine SS、Wernig M、Tajonar A、Ray MK等。多梳复合物抑制小鼠胚胎干细胞中的发育调节因子。自然。2006;441:349–353。-公共医学

[9] Bracken AP、Dietrich N、Pasini D、Hansen KH、Helin K。Polycomb靶基因的全基因组定位揭示了它们在细胞命运转变中的作用。基因开发2006；20:1123–1136.-项目管理咨询公司-公共医学

[10] Bracken AP、Dietrich N、Pasini D、Hansen KH、Helin K。Polycomb靶基因的全基因组定位揭示了它们在细胞命运转变中的作用。基因开发2006；20:1123–1136.-项目管理咨询公司-公共医学

将引文保存到文件

电子邮件引文

添加到集合

添加到我的书目

您保存的搜索

为外部引文管理软件创建文件

您的RSS源

SUMO特异性蛋白酶2对抑制胚胎发育过程中多梳组蛋白介导的基因沉默至关重要

附属

SUMO特异性蛋白酶2对抑制胚胎发育过程中多梳组蛋白介导的基因沉默至关重要

作者

附属

摘要

数字

中的注释

类似文章

引用人

工具书类

出版物类型

MeSH术语

物质

赠款和资金

LinkOut-更多资源

全文源

其他文献来源

分子生物学数据库

研究材料

摘要

数字

中的注释

类似文章

引用人

工具书类

出版物类型

MeSH术语

物质

相关信息

赠款和资金

LinkOut-更多资源

全文源

其他文献来源

分子生物学数据库

研究材料