Pozycjonowanie nukleosomów jest ograniczone w eukariotycznych miejscach startu transkrypcji i wiąże się z regulacją transkrypcji. Co więcej, ostatnie obserwacje wskazują, że struktura chromatyny, transkrypcja i splicing są funkcjonalnie i że zmodyfikowane nukleosomy z trimetylacją lizyny 36 w podjednostce histonowej 3 (H podjednostce histonu 3 (H3K36me3) są wzbogacone w wewnętrznych eksonach i regionach intronowych flankujących regiony intronowe genów o wysokiej ekspresji. Jednakże, pozycja nukleosomów we wnętrzu genów było uważane za w dużej mierze przypadkowe. Tutaj pokazujemy, analizując zestawy danych z ludzkich plemników i komórek T oraz medaka (japońska ryba zabójca, Oryzias latipes) blastulae, że wewnętrzne eksony genów charakteryzują się znacznie podwyższonym średnim obłożeniem nukleosomów w porównaniu do do flankujących sekwencji intronowych. Pokazujemy również, że preferencyjne pozycjonowanie nukleosomów w wewnętrznych eksonach jest niezależne od ich statusu modyfikacji, oraz zawartości GC, konserwacji lub poziomu ekspresji eksonu. Te odkrycia pokazują, że lokalizacja eksonów jest zapisana w strukturze chromatyny i może być dziedziczona z pokolenia na pokolenie. Takie osadzone informacje mogą stanowić podstawę transkrypcyjnie sprzężone rozpoznawanie eksonów i wybór miejsca splicingu. --- Kilka linii najnowszych dowodów potwierdza rolę chromatyny w regulacji splicingu regulacji. Tutaj pokazujemy, że splicing może również przyczyniać się do modyfikacji histonów modyfikacji histonów, co implikuje dwukierunkową komunikację między mechanizmami epigenetycznymi mechanizmami epigenetycznymi i przetwarzaniem RNA. Analiza metylacji histonów w całym genomie w ludzkich liniach komórkowych i mysich pierwotnych limfocytach T ujawnia, że geny zawierające introny są preferencyjnie oznaczone trimetylacją histonu H3 Lys36 (H3K36me3) w stosunku do genów bezintronowych. W genach zawierających introny, znakowanie H3K36me3 jest proporcjonalne do aktywności transkrypcyjnej, podczas gdy w genach bezintronowych H3K36me3 jest zawsze wykrywane na znacznie niższych poziomach. Co więcej, hamowanie splicingu upośledza rekrutację metylotransferazy H3K36 HYPB (znanej również jako Setd2) i redukuje H3K36me3, podczas gdy aktywacja splicingu ma odwrotny skutek. Ponadto, wzrost H3K36me3 koreluje z długością pierwszego intronu, zgodnie z poglądem, że splicing zwiększa metylację H3. Proponujemy, aby splicing jest mechanicznie sprzężony z rekrutacją HYPB/Setd2 do wydłużającej się polimerazy polimerazy RNA II. --- MOTYWACJA: Oprócz alternatywnego splicingu, alternatywna poliadenylacja została również została również zidentyfikowana jako krytyczny i powszechny mechanizm regulacyjny w ludzkiej ekspresji genów. ekspresji genów. Jednak mechanizm selekcji alternatywnej poliadenylacji i zaangażowane czynniki są nadal w dużej mierze nieznane. WYNIKI: Używamy danych ENCODE do skanowania elementów funkcjonalnych DNA, w tym dostępność chromatyny i modyfikacje histonów, wokół miejsc rozszczepienia transkryptu transkryptu. Nasze wyniki pokazują, że miejsca poliadenylacji są mniej wrażliwe na DNazę I. wrażliwe na DNazę I. Jednak te miejsca poliadenylacji mają pierwszeństwo w miejscach zubożonych w nukleosomy. regionach pozbawionych nukleosomów, co wskazuje na zaangażowanie chromatyny struktura wyższego rzędu, a nie nukleosomy w wynikającej z tego niższej dostępności chromatyny dostępność chromatyny. Co ciekawsze, w przypadku genów wykorzystujących dwa miejsca poliadenylacji, dystalne miejsca wykazują jeszcze niższą dostępność chromatyny w porównaniu z miejscami proksymalnymi lub unikalnymi miejscami genów wykorzystujących tylko jedno miejsce poliadenylacji. Zaobserwowaliśmy również, że znak modyfikacji histonów, lizyna 36 histonu H3 tri-metylacja (H3K36Me3), wykazuje różne wzorce wokół miejsc rozszczepienia genów wykorzystujących wiele miejsc poliadenylacji od tych z genów wykorzystujących pojedynczego miejsca poliadenylacji. Co zaskakujące, poziomy H3K36Me3 są porównywalne między samymi alternatywnymi miejscami poliadenylacji. Podsumowując, poliadenylacja i alternatywna poliadenylacja są ściśle związane z elementami elementami funkcjonalnymi na poziomie DNA. KONTAKT: liang.chen@usc.edu. --- TŁO: Pakowanie DNA do chromatyny reguluje transkrypcję od inicjacji inicjacji poprzez przetwarzanie końca 3'. Jednym z aspektów transkrypcji, w którym chromatyna odgrywa słabo poznaną rolę, jest współtranskrypcyjny splicing pre-mRNA. WYNIKI: Tutaj dostarczamy dowodów na to, że monoubikwitylacja H2B (H2BK123ub1) znakuje introny w Saccharomyces cerevisiae. Ogólnogenomowa mapa H2BK123ub1 w tym organizmie ujawnia, że ta modyfikacja jest wzbogacona w regiony kodujące i że jej poziomy osiągają szczyt w regionach transkrypcyjnych dwóch charakterystycznych podgrup genów. genów. Po pierwsze, długie geny częściej mają wyższy poziom H2BK123ub1, korelując z postulowaną rolą tej modyfikacji w zapobieganiu kryptycznej inicjacji transkrypcji w ORF-ach. inicjacji transkrypcji w ORF. Po drugie, geny, które są wysoce transkrybowane, również mają również wysoki poziom H2BK123ub1, w tym geny białek rybosomalnych, które obejmują większość genów zawierających introny u drożdży. H2BK123ub1 jest również cechą intronów w genomie drożdży, a zaburzenie tej modyfikacji zmienia intrageniczny rozkład trimetylacji H3 na lizynie 36 (H3K36me3), co funkcjonalnie koreluje z alternatywnym splicingiem RNA u ludzi. Ponadto Ponadto delecja genów kodujących podjednostki U2 snRNP, Lea1 lub Msl1, w w połączeniu z mutacją htb-K123R prowadzi do syntetycznej letalności. WNIOSEK: Dane te sugerują, że H2BK123ub1 ułatwia wzajemną wymianę między chromatyną i splicingiem pre-mRNA poprzez modulowanie dystrybucji intronowych i egzonicznych modyfikacji histonów. --- TŁO: Zarodki danio pręgowanego są ciche transkrypcyjnie aż do aktywacji genomu genomu zygotycznego podczas 10. cyklu komórkowego. Początek transkrypcji jest następują zmiany komórkowe i morfologiczne obejmujące specjację komórek i gastrulację. gastrulacji. Poprzednie badania zmian transkrypcyjnych w całym genomie tylko oceniały tylko poziomy ekspresji genów; jednak ostatnie badania wykazały konieczność mapowania zmian transkrypcyjnych specyficznych dla izoform. Tutaj wykonujemy odkrywanie izoform i kwantyfikację na sekwencjach transkryptomu przed i po po zebrafish zygotic genome activation (ZGA). WYNIKI: Identyfikujemy nowe izoformy i przełączniki izoform podczas ZGA dla genów związanych z adhezją komórek, pluripotencją i metylacją DNA. Przełączanie izoform obejmują alternatywny splicing i zmiany w miejscach startu transkrypcji oraz w regionach 3' bez translacji. Nowe izoformy są identyfikowane nawet dla dobrze scharakteryzowanych genów, takich jak pou5f1, sall4 i dnmt1. Geny zaangażowane w interakcje komórka-komórka, takie jak f11r i magi1, wykazują przełączniki izoform ze zmiany sekwencji kodujących. Wykryliśmy również ponad 1000 transkryptów, które nabywają dłuższy 3' końcowy egzon podczas transkrypcji przez zygotę w porównaniu do ich matczynych odpowiedników. Dane sekwencjonowania ChIP zmapowane na pominięte eksony ujawniają korelację między szczytami trimetylacji histonu H3K36 a pominiętymi eksonami, co sugeruje, że znaki epigenetyczne są częścią alternatywnego splicingu regulacji splicingu. WNIOSKI: Opisane tutaj nowe izoformy i przełączniki izoform obejmują regulatory zmian transkrypcyjnych, komórkowych i morfologicznych zachodzących wokół ZGA. Nasze dane przedstawiają szereg zmian funkcjonalnych związanych z izoformami i stanowią cenny zasób uzupełniający istniejące transkryptomy wczesnych zarodków. transkryptomów wczesnych zarodków. --- Białko Vezf1 odgrywa wiele ról ważnych dla rozwoju embrionalnego. W Vezf1(-/-) mysich embrionalnych komórkach macierzystych (mES), nasze wcześniejsze dane wykazały rozległe zmiany w profilach ekspresji genów, w tym zmniejszoną ekspresję aktywnej izoformy pełnej długości aktywnej izoformy metylotransferazy Dnmt3b i jednoczesną zmniejszenie metylacji DNA w całym genomie. Tutaj pokazujemy, że w komórkach HeLaS3 istnieje silna korelacja w całym genomie między wiązaniem Vezf1 a szczytami wydłużającej Ser2-P polimerazy RNA (Pol) ll, odzwierciedlając zależne od Vezf1 spowolnienie wydłużania. W komórkach WT mES wydłużająca się forma RNA pol II gromadzi się w pobliżu miejsc wiązania miejsc wiązania Vezf1 w obrębie genu dnmt3b i w kilku innych miejscach Vezf1, a także ta akumulacja jest znacznie zmniejszona w tych miejscach w komórkach Vezf1(-/-) mES komórki. W zależności od lokalizacji genomowej, wstrzymanie Pol II za pośrednictwem Vezf1 może mieć różne role regulacyjne w transkrypcji i splicingu. Znaleźliśmy przykłady geny, w których miejsca wiązania Vezf1 znajdują się w pobliżu eksonów kasetowych i w których utrata Vezf1 prowadzi do zmiany względnej obfitości alternatywnie spliced messages. Ponadto wykazaliśmy, że Vezf1 oddziałuje z Mrg15/Mrgbp, białkiem białkiem, które rozpoznaje trimetylację H3K36, co jest zgodne z rolą modyfikacji histonów w miejscach alternatywnego splicingu. --- Trimetylacja histonu H3 na lizynie 4 (H3K4me3) lokalizuje się w pobliżu regionu 5' genów. genów i jest ściśle związana z aktywnymi loci. Kilka białek, takich jak CHD1, BPTF, JMJD2A i rodzina supresorów nowotworów ING, bezpośrednio rozpoznaje ten znak metylowy lizyny. znak metylowy lizyny. Jednak sposób, w jaki rozpoznawanie H3K4me3 uczestniczy w aktywnej transkrypcji, pozostaje słabo scharakteryzowany. transkrypcji pozostaje słabo scharakteryzowane. Tutaj identyfikujemy specyficzne białka oddziałujące z CHD1 poprzez oczyszczanie powinowactwa H3K4me3, w tym liczne czynniki pośredniczące w zdarzeniach postinicjacyjnych. Konwencjonalne oczyszczanie biochemiczne ujawniła stabilny kompleks pomiędzy CHD1 i składnikami spliceosomu. Pozbawienie CHD1 w ekstraktach dramatycznie zmniejszyło wydajność splicingu in vitro, wskazując na funkcjonalny związek między CHD1 i spliceosomem. Usunięcie CHD1 i poziomów H3K4me3 przez siRNA zmniejszyło asocjację składników U2 snRNP z chromatyną i, co ważne, zmieniło chromatyną i, co ważniejsze, zmieniło wydajność splicingu pre-mRNA na aktywnych genów in vivo. Odkrycia te sugerują, że metylowany H3K4 służy do ułatwienia kompetencji dojrzewania pre-mRNA poprzez łączenie składników składników spliceosomalnych do H3K4me3 przez CHD1. --- Kod chromatynowy wydaje się oznaczać introny i egzony różnymi wzorami Wzbogacenie nukleosomów i metylacja histonów. Zbadaliśmy, czy istnieje związek przyczynowo-skutkowy istnieje związek przyczynowy między splicingiem a modyfikacją chromatyny, pytając czy mutacje w miejscu splicingu wpływają na metylację histonu H3K36. Delecje miejsca splicingowego 3' w intronie 2 lub w obu intronach 1 i 2 zintegrowanego genu genu reporterowego β-globiny spowodowały przesunięcie względnego rozkładu trimetylacji H3K36 trimetylacji z dala od końców 5' i w kierunku końców 3'. Efekty mutacji splice-site skorelowane ze zwiększoną retencją podjednostki U5 snRNP na kompleksach transkrypcyjnych kompleksów transkrypcyjnych za genem. W przeciwieństwie do tego, mutacja miejsca poli(A) nie miała wpływu na metylację H3K36. Podobnie, globalne hamowanie splicingu przez spliceostatynę A spowodowało szybkie przesunięcie H3K36me3 z dala od 5' na korzyść końców 3'. Wyniki te sugerują, że kotranskrypcyjny aparat splicingowy wpływa na ustanowienie normalnych wzorców modyfikacji histonów modyfikacji histonów.
Jaka trimetylacja histonów została powiązana ze splicingiem RNA?
Głównie H3K36me3, ale istnieją pewne dowody na to, że H3K4me3 może również odgrywać rolę w splicingu.