Histone H2A monoubiquitination promotes histone H3 methylation in Polycomb repression

Kalb, Reinhard; Latwiel, Sebastian; Baymaz, H. Irem; Jansen, Pascal W.T.C.; Müller, Christoph; Vermeulen, Michiel; Müller, Jürg

doi:10.1038/nsmb.2833

Cited by 385 publications

(422 citation statements)

References 23 publications

Supporting

Mentioning

396

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…EMSA were performed with equal volumes (0.5, 1, 2 and 3 μl) of the eluates using the 12mer-CpG sequence. For HMTase assay, mononucleosomes were incubated with 15 μl of the eluates for 2 hours at 25 °C using the following reaction buffer: 10 mM HEPES pH 7.4, 50 mM NaCl, 10 μM ZnCl 2 , 0.5 mM DTT, 2.5 mM MgCl 2 , 2 mM ATP, 5% Glycerol, 80 μM SAM 35 . The reaction products were analyzed by Western blotting.…”

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

Polycomb-like proteins link the PRC2 complex to CpG islands

Liefke

Jiang

et al. 2017

Nature

247

314

View full text Add to dashboard Cite

The Polycomb repressive complex 2 (PRC2) mainly mediates transcriptional repression1,2 and plays essential roles in various biological processes including the maintenance of cell identity and proper differentiation. Polycomb-like proteins (PCLs), including PHF1, MTF2 and PHF19, are PRC2 associated factors that form sub-complexes with PRC2 core components3, and have been proposed to modulate PRC2’s enzymatic activity or its recruitment to specific genomic loci4–13. Mammalian PRC2 binding sites are enriched in CG content, which correlate with CpG islands that display a low level of DNA methylation14. However, the mechanism of PRC2 recruitment to CpG islands is not fully understood. In this study, we solved the crystal structures of the N-terminal domains of PHF1 and MTF2 with bound CpG-containing DNAs in the presence of H3K36me3-containing histone peptides. We found that the extended homologous (EH) regions of both proteins fold into a winged-helix structure, which specifically binds to the unmethylated CpG motif but in a manner completely different from the canonical winged-helix motif-DNA recognition. We further showed that the PCL EH domains are required for efficient recruitment of PRC2 to CpG island-containing promoters in mouse embryonic cells. Our research provides the first direct evidence demonstrating that PCLs are critical for PRC2 recruitment to CpG islands, thereby further clarifying their roles in transcriptional regulation in vivo.

show abstract

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

Polycomb-like proteins link the PRC2 complex to CpG islands

Liefke

Jiang

et al. 2017

Nature

247

314

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…For an outline of the experimental design, see Supplemental Figure S7C. may require recruitment of enzyme cofactors (Alabert et al 2014;Kalb et al 2014). Such a tight regulation of PTM establishment could limit unwarranted silencing, which is jeopardized in cancers carrying EZH2-activating mutations (McCabe et al 2012).…”

Section: Cell Cycle Withdrawal Impacts Histone Ptm Levelsmentioning

confidence: 99%

Two distinct modes for propagation of histone PTMs across the cell cycle

et al. 2015

View full text Add to dashboard Cite

Epigenetic states defined by chromatin can be maintained through mitotic cell division. However, it remains unknown how histone-based information is transmitted. Here we combine nascent chromatin capture (NCC) and triple-SILAC (stable isotope labeling with amino acids in cell culture) labeling to track histone modifications and histone variants during DNA replication and across the cell cycle. We show that post-translational modifications (PTMs) are transmitted with parental histones to newly replicated DNA. Di-and trimethylation marks are diluted twofold upon DNA replication, as a consequence of new histone deposition. Importantly, within one cell cycle, all PTMs are restored. In general, new histones are modified to mirror the parental histones. However, H3K9 trimethylation (H3K9me3) and H3K27me3 are propagated by continuous modification of parental and new histones because the establishment of these marks extends over several cell generations. Together, our results reveal how histone marks propagate and demonstrate that chromatin states oscillate within the cell cycle.

show abstract

“…Des expériences de chromatographie d'affinité (ou pull down 3 ), réalisées sur des extraits nucléaires d'embryons de drosophile ou de cellules ES murines, ont révélé que les composants de PRC2 étaient, respectivement, fortement associés avec l'H2AK118ub et l'H2AK119ub. L'H2A ubiquitinée servirait donc de site de liaison pour le complexe PRC2, ce qui entraînerait la triméthylation de l'H3K27 [21]. Les deux phénomènes se produisent donc ici dans l'ordre inverse de celui qui était prédit par le modèle précédent.…”

Section: Synthèse Revuesunclassified

Au cœur d’une complexité biologique

2017

View full text Add to dashboard Cite

> Les protéines du groupe Polycomb (PcG) sont des facteurs épigénétiques répresseurs dont les modes de recrutement et d'action sont l'objet de nombreuses études qui viennent renverser les modèles établis. De nouvelles données montrent en effet que le recrutement de ces protéines a un caractère dynamique qui n'apparaissait pas dans le modèle hiérarchique initial. Des études dévoilent également qu'EZH2, une protéine clé des PcG, peut être associée à une chromatine permissive à la transcription, défiant la fonction de répresseur transcriptionnel des protéines PcG. Le double rôle d'EZH2, qui se comporte comme un oncogène ou un suppresseur de tumeur en fonction du type cellulaire, illustre ainsi la complexité des fonctions de ces protéines. < À ce jour, trois complexes PcG associant différentes protéines ont été identifiés : PhoRC (Pho [pleiohomeotic] repressive complex), PRC1 et PRC2 (polycomb repressive complex 1 and 2) (Figure 1). On distingue plusieurs complexes PRC1 constitués de différentes sousunités, chacune pouvant elle-même avoir plusieurs paralogues. Quel que soit le complexe, l'unité catalytique de PRC1 est portée par l'une ou l'autre des protéines RING1A ou RING1B (really interesting new gene) qui catalysent l'ajout d'une ubiquitine sur la lysine située en position 119 de l'histone H2A (H2AK119ub1) [2]. Les principales protéines composant le complexe PRC2 sont, quant à elles, au nombre de trois : EZH2 (enhancer of zeste homologue 2), EED (embryonic ectoderm development) et SUZ12 (suppressor of zeste 12). L'association de ces trois sous-unités est nécessaire à l'activité catalytique d'EZH2 qui est responsable de la mono-, di-ou triméthylation de la lysine située en position 27 de l'histone H3 (H3K27me1, 2 ou 3) [3]. EZH2 est une protéine clé du complexe PRC2 : elle porte l'activité catalytique du complexe et joue un rôle majeur dans la répression transcriptionnelle. EZH2 est la seule protéine du complexe PRC2 à posséder un paralogue connu, appelé EZH1, qui présente des fonctions partiellement redondantes, notamment dans le maintien de l'identité des cellules souches [4,45]

show abstract

Histone H2A monoubiquitination promotes histone H3 methylation in Polycomb repression

Cited by 385 publications

References 23 publications

Polycomb-like proteins link the PRC2 complex to CpG islands

Polycomb-like proteins link the PRC2 complex to CpG islands

Two distinct modes for propagation of histone PTMs across the cell cycle

Au cœur d’une complexité biologique

Contact Info

Product

Resources

About