DNA의 분자 수식(Molecular modification)과 이에 결합하는 히스톤단백질(histone protein)은 유전자 발현(gene expression)에 관련된 핵심 메커니즘 중의 하나다. 폴리콤브 집단 단백질(Polycomb group protein)은 이러한 과정에 있어서 중요한 역할을 하지만 그들이 DNA에 결합하는 메커니즘이나 그들의 영향에 대해서는 분명하게 밝혀진 바가 없다. 

이러한 문제를 해결하고자 통합의과학(Integrative Medical Science)을 위한 리켄 발달유전학센터(Laboratory of Developmental Genetics at the RIKEN Center)의 Takashi Kondo와 동료 연구자들은 영국 옥스퍼드대(University of Oxford)의 연구자들과 공동 연구를 통해 현재 알려져 있는 방법과 반대의 방법으로 폴리콤브 단백질들이 변형된다는 사실을 보여주었다. 

폴리콤브 집단 단백질(Polycomb group protein)은 PRC1과 PRC2로 알려진 두 개의 복합체에서 발견되며 PRC1은 다시 표준형(canonical)과 변형형(variant form)으로 나뉜다. 이러한 복합체에 포함되어 있는 분자 변형들은 유전자 조절, 세포의 분화와 발달에 중요한 역할을 한다. 이에 대해 Kondo는 "폴리콤브 집단 단백질은 DNA에 결합함으로써 유전자의 전사(transcription)를 억제한다. 이것은 발달형 유전자의 전사를 조절하는 주요 시스템이며 폴리콤브 시스템은 또한 몇몇 암들과 관련되어 있기도 하다. 따라서 이들의 작동 메커니즘을 파악하는 것은 매우 중요하다"고 말했다. 

PRC1과 PRC2로 알려진 두 개의 복합체는 언제나 함께 작용하지만, 정확하게 어떻게 작용하는지는 알려져 있지 않다. 얼마 동안은, 이들은 PRC2가 반드시 DNA에 결합해야 하며 이때 PRC1의 결합이 가능해진다고 알려져 있었지만, 최근의 연구 결과는 반드시 그러한 것은 아니라는 것을 보여주고 있다. 연구자들은 인간의 DNA를 마우스의 배아줄기세포에 도입해 PRC1복합체가 특정 위치에 결합할 수 있게 유도했다. 그 결과 그들은 표준형 PRC1이 아닌 변형형 PRC1이 PRC2를 DNA로 전달한다는 것을 발견했다. 이것은 이전에 알려져 있던 것과는 순서가 반대인 것이다. 

이러한 프로세스는 KDM2B로 불리는 PRC1 복합체의 한 요소에 의존하며 이 부분을 제거하면 PRC1이 세포의 DNA에 결합할 수 없게 된다. KDM2B의 기능을 제거한 살아있는 마우스에서, PRC1의 결합을 억제하는 것은 심각한 결과를 야기하게 된다. KDM2B의 기능을 완전히 제거하게 되면 태어나기도 전에 죽게 되며 이들의 부분적인 상실 또한 부적절한 발달을 유도하게 된다. 

이에 대해 Kondo는 "우리의 발견은 폴리콤브 집단 단백질 조절 메커니즘이 PRC2나 표준형의 PRC1 보다는 변형형 PRC1에 의존한다는 것을 보여주고 있다. 이것은 변형형 PRC2에 대한 연구가 암의 발달과 이들을 조절하는 메커니즘을 연구하는데 있어서 중요하다는 것을 보여준다"고 말했다. 이에 대한 보다 자세한 연구 결과는 "Blackledge, N. P., Farcas, A. M., Kondo, T., King, H. W., McGouran, J. F., Hanssen, L. L. P., Ito, S., Cooper, S., Kondo, K., Koseki, Y. et al. "Variant PRC1 complex-dependent H2A ubiquitylation drives PRC2 recruitment and polycomb domain formation." Cell 157, 1445?1459 (2014)."을 참고하기 바란다. 

그림: 폴리콤브 집단 단백질(Polycomb group protein)이 DNA에 결합해 발달 유전자들의 발현을 억제시킨다. 

출처 : http://mirian.kisti.re.kr/futuremonitor/view.jsp

출처 : http://phys.org/news/2014-07-developmental-gene-reverse.html