Эпигенетическая регуляция X-хромосомы у C. elegans: резюме
В этой точке мы прошли полный круг в отношении специализированного регулирования сцепленных с X локусов у С. elegans. Предполагается, что специальная регуляция дозы этой хромосомы в соматических клетках возникла из различия в плоидности Х-хромосомы между двумя полами, как это произошло и у других видов. Интересно, что зародышевая линия и сома у червей развили различные механизмы, чтобы справиться с этим различием в плоидности X, что может отражать различные требования к экспрессии генов Х-хромосомы в этих тканях. В соматических линиях консервативный комплекс, который в норме используется для конденсации и сегрегации хроматина в митозе и мейозе, оказывается кооптированным и приспособленным для замечательно специфичной двукратной репрессии обеих Х-хромосом у животных XX. Хотя и привлекательно, в концептуальном отношении, представить себе дело так, что "неэффективный" комплекс конденсина мог бы послужить для снижения транскрипционной эффективности вдвое, в настоящее время непонятно, каким образом эта репрессия ограничивается двукратным снижением.
В зародышевой линии Х-хромосомы глобально сайленсированы на ранних стадиях развития зародышевых клеток у животных XX и на всех стадиях развития зародышевых клеток у животных ХО . Система модификаторов хроматина MES участвует в этом сайленсинге у животных XX и, возможно, у животных ХО. Такой сайленсинг допускается отчасти потому, что Х-хромосомы "недонаселены" генами, экспрессируемыми в зародышевой линии. Полагают, что эта малочисленность сцепленных с X генов, существенных для мейоза у обоих полов, возникла в результате отсутствия партнера по спариванию для Х-хромосомы в ходе мужского мейоза и как следствие репрессивных механизмов защиты генома, которые "нацеливают" неспаренные хромосомные сегменты. Следствием глобального сайленсинга Х-хромосомы в зародышевой линии является то, что разница в плоидности X между полами имеет мало значения для этой ткани. Если каким-то сцепленным с X генам, которые работают у обоих полов, фактически удается избежать сайленсинга, тогда возникает вопрос о том, действительно ли зародышевая линия уравнивает свою экспрессию у животных XX в сопоставлении с животными ХО. Ответ на этот вопрос неизвестен. Выравнивание в зародышевой линии было бы связано, вероятно, с иным, чем DCC , механизмом, который действует в соматических тканях.
Зародышевая линия и сома различаются во многих фундаментальных отношениях, и в этой главе освещена различная регуляция Х-хромосомы в них. Одной из возникших интересных тем является кооптация различных предсуществовавших механизмов, таких как использование комплекса, родственного конденсину, для тонкой даун-регуляции экспрессии Х-хромосомы в соме в сравнении с использованием комплекса, родственного PRC2 , для сайленсирования Х-хромосом в зародышевой линии. Полагают, что гетерохроматинизация единственной Х-хромосомы у самцов резко изменила "представленность" генов на Х-хромосоме, так что гены, необходимые для общих функций зародышевой линии и раннего эмбрионального развития, существенно "недопредставлены" на этой хромосоме. Х-хромосома и ее регулирование у С. elegans представляют, таким образом, интересный срез эпигенетической регуляции целых хромосом, ее влияния на эволюцию генома и реакций на эту эволюцию.
