SS18에는 상전이 및 리모델링 복합 조립이 중요합니다.

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Jun 21, 2023

SS18에는 상전이 및 리모델링 복합 조립이 중요합니다.

Nature Communications 13권, 기사 번호: 2724(2022) 이 기사 인용 2758 액세스 4 인용 1 Altmetric Metrics 세부 정보 종양단백질 SS18-SSX는 활막 육종의 특징입니다. 하지만,

Nature Communications 13권, 기사 번호: 2724(2022) 이 기사 인용

2758 액세스

4 인용

1 알트메트릭

측정항목 세부정보

종양단백질 SS18-SSX는 활막육종의 특징입니다. 그러나 SS18-SSX 융합 단백질의 일부로서 SS18의 기능은 여전히 ​​불분명합니다. 여기에서는 인간 SS18/BRG1 및 효모 SNF11/SNF2 하위 복합체의 구조를 묘사합니다. 두 하위 복합체 모두 유사한 형태를 공유하는 이종이량체로 조립되어 SNF11이 염색질 리모델링 복합체에서 SS18의 동족체일 수 있음을 시사합니다. 중요한 것은, 우리 연구에서 본질적으로 무질서한 영역인 QPGY 도메인의 자체 결합이 SS18 또는 SS18-SSX의 액체-액체 상 분리(LLPS)와 이후 BRG1의 상 분리 응축물 모집을 유도한다는 것을 보여줍니다. 또한, 우리의 결과는 QPGY 도메인의 티로신 잔기가 SS18 또는 SS18-SSX의 LLPS에서 결정적인 역할을 한다는 것을 보여줍니다. SS18-SSX LLPS 또는 SS18-SSX가 BRG1에 결합하는 교란은 SS18-SSX에 의한 NIH3T3 세포 형질전환을 손상시킵니다. 우리의 데이터는 LLPS와 염색질 리모델러로의 조립이 활막 육종에서 SS18-SSX의 발암 활성에 기여한다는 것을 보여줍니다.

윤활막 육종(SyS)은 젊은 성인에서 예후가 좋지 않은 모든 연조직 종양의 10~20%를 차지하는 악성 신생물입니다1. SyS의 특징적인 유전적 특징은 재발성 및 특정 염색체 전위, t(X;18)(p11.2;q11.2)입니다. 여기서 18번 염색체의 SS18 유전자는 염색체의 밀접하게 관련된 3개의 유전자 중 하나와 융합됩니다. X 염색체, SSX1, SSX2 및 드물게 SSX42,3,4로 인해 프레임 내 융합 유전자 SS18-SSX가 생성됩니다. 이러한 현저한 전좌는 활액막육종의 거의 100%에 존재하며 종종 유일한 세포유전학적 이상입니다1. 다른 연조직 육종의 기존 전좌와는 대조적으로 종양 융합 단백질 SS18-SSX에는 DNA 결합 도메인이 부족하고 다른 염색질 변형자와 결합하여 활성을 발휘하는 것으로 생각됩니다5.

포유류 SWI/SNF 복합체로도 알려진 ATP 의존성 염색질 리모델링 복합체 BAF는 다중 하위 단위 리모델링이며 유전자 발현 및 발달 프로그래밍을 조절하는 데 중요합니다. BAF 복합체의 잘못된 조절은 신경 장애 및 인간 악성 종양으로 이어집니다6. 또한 SS18-SSX 키메라의 일부인 SS18은 촉매 하위 단위 BRG1 또는 BRM7,8,9,10과의 상호 작용을 통해 CBAF 복합체에 결합하여 표준 BAF 복합체(CBAF)의 필수 하위 단위입니다. 최근 획득된 인간 CBAF 복합체의 구조는 복합체 조립 및 염색질 리모델링에 대한 일부 구조적 정보를 제공했지만 조립된 CBAF 복합체의 SS18에 대한 구조적 정보는 제한적입니다. 특히, CBAF 복합체 내 조립을 위한 SS18과 SS18-SSX 간의 경쟁이 생화학적으로 비정상적인 복합체를 초래하여 유전자 발현을 방해한다는 것은 SyS에만 해당됩니다.

종양단백질 SS18-SSX1의 N 말단 181개 아미노산이 결실되면 형질전환 활성이 상실되는 것으로 보고되었습니다15. 이러한 관찰은 SS18 또는 SSX 과발현만으로는 종양을 생성하지 않는다는 결과와 함께 SS18-SSX의 두 파트너가 활막 육종 형성에 중요한 역할을 한다는 것을 의미합니다13,15. 또한 SS18 또는 SS18-SSX는 글루타민, 프롤린, 글리신 및 티로신(QPGY 도메인)이 풍부하고 전사 활성에 중요한 낮은 복잡성의 시퀀스 도메인(LCD)을 특징으로 합니다. 특히, 종양 융합 FUS/EWS/TAF15(FET) 단백질 계열의 본질적으로 무질서한 LCD는 유전자 전사를 조절하는 액체-액체 상 분리(LLPS)로 알려진 물리적 과정을 통해 동적 단백질 응축물의 형성을 포함하는 것으로 보고되었습니다17,18,19 . 종합적으로, 이는 SyS의 발생 및 발달에서 CBAF 복합체 또는 QPGY 도메인에 대한 결합을 통해 종양 융합 SS18-SSX1에서 SS18의 역할을 테스트하는 데 매우 중요합니다. 본 연구에서는 포유동물 CBAF 복합체에서 유래한 인간 SS18/BRG1 이종이량체와 S. cerevisiae SWI/SNF 복합체에서 유래한 효모 SNF11/SNF2 이종이량체의 결정 구조를 각각 2.39 및 2.15 Å의 해상도로 보고합니다. 또한, 우리의 결과는 SS18 또는 SS18-SSX(QPGY 도메인)의 LCD가 티로신 잔기 매개 자기 결합을 통해 LLPS로 이어질 수 있음을 보여줍니다. 우리의 연구는 SS18-SSX의 상분리와 염색질 리모델링 복합체에 대한 SS18-SSX의 결합이 종양단백질 SS18-SSX의 형질전환 활성에 중요하다는 것을 시사합니다.

0.5 is considered disordered. b Fluorescence and bright-field images of the SS18 droplets at varying protein concentrations. 1,6-hexanediol (Hex, 5%) was added to the SS18 protein (60 µM) to disrupt droplet formation. Liquid droplets are enriched in Alexa Fluor 488-labeled SS18 (1:100 molar ratio of labeled to unlabeled SS18). This protein labeling ratio was used throughout the study unless otherwise stated. The scale bar indicates 10 μm. c The small droplets underwent time-dependent dynamic fusion in the buffer comprised 50 mM Tris-HCl pH 7.5 and 150 mM NaCl at room temperature. Representative SDS-PAGE analysis (d) and quantification data e showing the distribution of proteins between aqueous solution/supernatant (S) and condensed liquid droplets/pellet (P) fractions for SS18 protein (30 µM) at different temperatures. The band intensities of proteins were quantified with Image J v1.8.0 software. Quantitative data represent results from three independent batches of sedimentation experiments and are plotted as mean ± SEM. f Live-cell imaging (GFP) and concurrent phase-contrast imaging for GFP-SS18 and GFP-SNF11 in HEK293T cells. The scale bar indicates 5 μm. g Representative time-lapse FRAP images showing that GFP-SS18 signal within the puncta recovered within a few seconds in HeLa cells. Red boxes show the zoomed-in regions. h FRAP recovery curves for six GFP-SS18 puncta from independent six HeLa cells with error bars indicating mean ± SEM. Time 0 refers to the time point of the photobleaching pulse./p>