2008年9月18日

MLLの複合体

9月18日エピゲノム勉強会  MLLの複合体   児玉


トライソラックスのヒト版であるMLLには、1−5の他、多数のファミリー遺伝子がある
MLL1,2は多発性内分泌腺腫瘍の原因遺伝子(Multiple Endcrine Neoplasia、MEN1)別名meninと複合体を作りその腫瘍催奇性にかかわる。
一方、核内受容体のコファクターASC-2 (activating signal cointegrator 2 / 別名 AIB3, TRBP, TRAP250, NRCそしてPRIP)はMLL3,MLL4と複合体を作り核内受容体の活性化にかかわる。
今回はこの2つのながれの仕事をまとめてみたい。

(1)MLL (別名ALL1, TRX1), MLL2 (別名ALR  ALL1 related gene)
Yokoyama A, Wang Z, Wysocka J, Sanyal M, Aufiero DJ, Kitabayashi I, Herr W, Cleary ML.
Leukemia proto-oncoprotein MLL forms a SET1-like histone methyltransferase complex with menin to regulate Hox gene expression.
Mol Cell Biol. 2004 Jul;24(13):5639-49.
K562細胞の核抽出液から、Qsepharose, heparin sepharose, 抗MLL-N端、C端抗体での精製で,分離した複合体を質量分析で同定している。コントロールはSUV39H1でこれと重なるものは非特異的として除外して考えている。
HCF2/HCF1  host csll factor   ヘルペスウィルスVP16を活性化する宿主側因子として発見。
  KelchドメインでASH2L1、2と結合する。
ASH2L1, ASH2L2 H3K4メチル化酵素 最近はがん遺伝子の一つと考えられている。
Menin
WDR5 (別名 BIG-3)
RBBP5 (Rb結合タンパク5 別名 RBQ-3)  これもWDリピート蛋白

Yokoyama A, Somervaille TC, Smith KS, Rozenblatt-Rosen O, Meyerson M, Cleary ML.
The menin tumor suppressor protein is an essential oncogenic cofactor for MLL-associated leukemogenesis.
Cell. 2005 Oct 21;123(2):207-18.
正常はMLLは、前にのべた大きな複合体でmeninと存在する。MLL変異で白血病をうみだすときも、N端側のMenin結合サイトは残っていて、それが発がん性にかかわることを証明した。

Yokoyama A, Cleary ML.
Menin critically links MLL proteins with LEDGF on cancer-associated target genes.
Cancer Cell. 2008 Jul 8;14(1):36-46.
Menin は血球系で白血病発症に必須だが、内分泌系腫瘍では抑制タンパク質である。この論文でMeninはLEDGF (lens epithelium-derived growth factor)という白血病と自己免疫とHIV1感染にかかわるクロマチン因子と結合して正常は転写活性化を維持している。MeninがLEDGFと結合できなくなると腫瘍化する。
もう一つのMLL3,MLL4は、ASC-2 (activating signal cointegrator 2 / 別名 AIB3, TRBP, TRAP250, NRCそしてPRIP)と複合体を作る

Goo YH, Sohn YC, Kim DH, Kim SW, Kang MJ, Jung DJ, Kwak E, Barlev NA, Berger SL, Chow VT, Roeder RG, Azorsa DO, Meltzer PS, Suh PG, Song EJ, Lee KJ, Lee YC, Lee JW.
Activating signal cointegrator 2 belongs to a novel steady-state complex that contains a subset of trithorax group proteins.     Mol Cell Biol. 2003 Jan;23(1):140-9.
ここのALR-1はその後 MLL4-1, ALR-2はMLL4-2としてMLL4のスプライシング産物とされ、HALRはMLL3と改名された。
HASH2とRBQ3=RbBp5は、menin複合体と同じである。
 

Lee S, Lee DK, Dou Y, Lee J, Lee B, Kwak E, Kong YY, Lee SK, Roeder RG, Lee JW.
Coactivator as a target gene specificity determinant for histone H3 lysine 4 methyltransferases.
Proc Natl Acad Sci U S A. 2006 Oct 17;103(42):15392-7.

HeLa細胞の核では、ASC2はMLL複合体と結合しているものと、RXRと結合しているものがある。ASC2+/-マウスは、SETドメインに変異をもつMLL3異常ヘテロと同じ表現型になる。

図1 MLL3の触媒ドメインを含む61アミノ酸をデリーとしてあるマウス。
図2 A. P14でホモは既に少ない。 B.胎児はネクローシスになっている。
C. ヘテロ破ASC-2へテロとそっくりの表現型を示す。目をあくのが遅延し、D. 成長が遅く、E. 体重が30−40%少ない。F. ホモのE12/5のMEFは増殖スピードが半分である。

図3 次ページ A. MLL3欠損ホモがRAR活性化をサポートする。
B. それぞれのmRNAのレベル
C. ASC2と共沈 D. レチノイン酸によるRARβ2mRNA誘導がASC2欠損できえる。
Fに注目 MML4とMLL3は別々の複合体である。共沈しない。ASC2はどちらとも結合している。
 図3  図4
図4 A MLL3とMLL4のsiRNAをGFP plasmidとともに行った。 B. RARβのmRNA
量。 C. ASC2のIPでWDR5もおちてくる。.D RbBP5やWDR5のsiRNAでもRARβ2のレベルは低下する。E. RARβ2ローカスでのchipでMLL3, MLL4の結合がASC-2の欠損でなくなる。


S. Lee, J. Lee, S.-K. Lee, and J. W. Lee
Activating Signal Cointegrator-2 Is an Essential Adaptor to Recruit Histone H3 Lysine 4 Methyltransferases MLL3 and MLL4 to the Liver X Receptors
Mol. Endocrinol. 2008 22:1312-1319
ASC-2 is required for ligand-induced recruitment of MLL3 and MLL4 to LXRs, and LXR ligand T1317 induces not only expression of LXR-target genes but also their H3K4-trimethylation. Strikingly, both of these ligand effects are ablated in ASC-2-null cells
  NcoA6の関与する複合体。
Cho Y. W., et al. PTIP associates with MLL3- and MLL4-containing histone H3 lysine 4 methyltransferase complex. J Biol Chem. 2007;282:20395-406. [PubMed]

(図版省略)