Członkowie rodziny Myc mają kluczowe znaczenie dla utrzymania embrionalnych komórek macierzystych (ESC) w stanie niezróżnicowanym. stanie niezróżnicowanym. Jednak mechanizm, za pomocą którego wykonują to zadanie nie został jeszcze wyjaśniony. Tutaj pokazujemy, że Myc bezpośrednio reguluje w górę transkrypcję wszystkich podstawowych składników kompleksu represyjnego Polycomb 2 (PRC2) jak również czynniki związane z PRC2 specyficzne dla ESC. Poprzez ekspresję białka Myc połączonego z receptorem estrogenowym (Myc-ER) w fibroblastach, zaobserwowaliśmy, że Myc, wiążąc się z elementami regulatorowymi Suz12, Ezh2 i Eed, indukuje acetylację histonów H3 i H4 oraz rekrutację wydłużającej się polimerazy RNA polimerazy II w ich promotorach. Wyciszenie zarówno c-Myc, jak i N-Myc w ESC skutkuje zmniejszoną ekspresją PRC2 i H3K27me3 w docelowych regulatorach rozwoju Polycomb regulatorów rozwojowych Polycomb i regulacją w górę genów zaangażowanych w prymitywne różnicowanie endodermy. różnicowanie endodermy. Ektopowa ekspresja PRC2 w ESC, albo wyciszona dla c-Myc i N-Myc lub indukowana do różnicowania przez czynnik hamujący białaczkę (LIF), jest wystarczająca do utrzymania znaku H3K27me3 w genach z modyfikacji histonów i utrzymania represji genów zaangażowanych w różnicowanie ESC ESC. W ten sposób białka Myc kontrolują ekspresję regulatorów rozwoju poprzez regulację w górę kompleksu Polycomb PRC2. --- Struktura chromatyny wywiera istotną kontrolę nad ekspresją genów, replikacją DNA, rekombinacją i naprawą. Oprócz zmiany dostępności polimerazy RNA II (Pol II) do DNA, histony są zaangażowane w rekrutację kompleksów aktywatorów i represorów w celu regulacji i represorów w celu regulacji ekspresji genów. Deacetylaza histonowa Rpd3 występuje w dwóch różnych formach, Rpd3S i Rpd3L. Kilka ostatnich badań wykazało, że chromodomena Eaf3, podjednostka Rpd3S, rozpoznaje Set2-metylowany histon H3K36, inicjując aktywność deacetylazy Rpd3 w następstwie transkrypcji Pol II. Eaf3 i Set2 hamują wewnętrzną inicjację w regionach kodujących mRNA regionów kodujących mRNA, podobnie jak czynnik elongacji transkrypcji i chaperon histonowy chaperonu histonowego, FACT. Ostatnie badania wykazały, że deacetylacja histonów deacetylacja na korpusie transkrybowanego genu jest regulowana za pośrednictwem Set2 metylację histonu H3-K36. Modyfikacje te zapewniają przywrócenie normalnej struktury chromatyny w następstwie wydłużania Pol II i zapobiegają niewłaściwej inicjacji w regionach kodujących białka inicjacji w regionach kodujących białka maskowanych przez chromatynę. --- Wszechobecna kinaza tandemowa JIL-1 jest niezbędna dla rozwoju Drosophila. Jej rola w definiowaniu zdekondensowanych domen larwalnych chromosomów polietylenowych jest dobrze ale jej zaangażowanie w regulację transkrypcji pozostaje kontrowersyjne. kontrowersyjny. W celu pierwszej kompleksowej charakterystyki molekularnej JIL-1, my wygenerowaliśmy wysokiej rozdzielczości, obejmujący cały chromosom profil interakcji kinazy w komórkach Drosophila i określiliśmy jej rolę w transkrypcji. JIL-1 wiąże aktywne geny geny na całej ich długości. Obecność kinazy nie jest proporcjonalna do do średniego poziomu transkrypcji lub gęstości polimerazy. Porównanie asocjacji JIL-1 z wydłużającą się polimerazą RNA i różnymi modyfikacjami histonów modyfikacji histonów sugeruje dwie różne zasady celowania. Podstawowy poziom wiązania JIL-1 który najlepiej koreluje z metylacją histonu H3 przy lizynie 36, która jest umieszczana ko-transkrypcyjnie. Dodatkowa acetylacja H4K16 definiuje drugi stan charakteryzujący się około dwukrotnie podwyższonym poziomem JIL-1, który jest szczególnie widoczny na męskim chromosomie X z kompensacją dawki. Fosforylacja histonu H3 N-końca przez JIL-1 in vitro jest zgodna z innymi modyfikacjami ogona. In vivo, fosforylacja H3 przy serynie 10, wraz z acetylacją przy lizynie 14, tworzy złożony znak histonowy, który jest wzbogacony w regionach wiążących JIL-1. Jego zubożenie przez interferencję RNA prowadzi do umiarkowanego, ale znaczącego spadku transkrypcji z męskiego chromosomu X. transkrypcji z męskiego chromosomu X. Podsumowując, wyniki sugerują że JIL-1 uczestniczy w złożonej sieci modyfikacji histonów, która charakteryzuje aktywną, zdekondensowaną chromatynę. Stawiamy hipotezę, że jedną ze specyficznych rola JIL-1 może polegać na wzmacnianiu, a nie ustalaniu, statusu aktywnej chromatyny poprzez fosforylację histonu H3 przy serynie 10. --- Ekspansja powtórzeń CAG/CTG jest odpowiedzialna za wiele chorób, w tym chorobę Huntingtona (HD) i dystrofię miotoniczną 1. Ekspansje CAG/CTG są niestabilne w wybranych tkankach somatycznych. niestabilne w selektywnych tkankach somatycznych, co przyspiesza postęp choroby. Mechanizmy leżące u podstaw niestabilności powtórzeń są złożone i pozostaje niejasne czy struktura chromatyny i/lub transkrypcja przyczyniają się do somatycznej niestabilności CAG/CTG in vivo. Aby rozwiązać te kwestie, zbadaliśmy związek między niestabilnością CAG, strukturą chromatyny i transkrypcją w locus HD przy użyciu transgenicznych linii myszy R6/1 i R6/2 HD. Myszy te wyrażają podobny transgen, aczkolwiek zintegrowany w innym miejscu, i odtwarzają niestabilność HD specyficzną dla tkanki niestabilność. Pokazujemy, że wskaźniki niestabilności są zwiększone w tkankach R6/2 w porównaniu do dopasowanych próbek R6/1. Wysoki poziom ekspresji transgenu i dostępność chromatyny korelowały ze zwiększoną niestabilnością CAG u myszy R6/2. myszy R6/2. Transgenowe mRNA i trimetylacja H3K4 w locus HD były zwiększone, podczas gdy dimetylacja H3K9 była zmniejszona w tkankach R6/2 w stosunku do R6/1. Jednakże, poziomy ekspresji transgenów i tych specyficzne znaczniki histonowe były podobne w prążkowiu i móżdżku, dwóch tkankach wykazujących bardzo różne poziomy niestabilności CAG, niezależnie od linii myszy. Co ciekawe, poziomy wydłużającego się RNA Pol II w locus HD, ale nie inicjującej formy RNA Pol II, były specyficzne dla tkanki i korelowały z poziomami niestabilności CAG i korelowały z poziomami niestabilności CAG. Podobnie, trimetylacja H3K36, znak związany z elongacją transkrypcji wydłużaniem transkrypcji, była specyficznie zwiększona w locus HD w prążkowiu, a nie w móżdżku. prążkowiu, a nie w móżdżku. Łącznie, nasze dane potwierdzają pogląd, że transkrypcja moduluje somatyczną niestabilność CAG in vivo. Bardziej szczegółowo, nasze wyniki sugerują po raz pierwszy, że wydłużanie transkrypcji jest regulowane w sposób sposób zależny od tkanki, przyczyniając się do selektywnej tkankowo niestabilności CAG. --- Wykazano, że acetylacja histonów jest wymagana do prawidłowej regulacji wielu procesów komórkowych, w tym wielu procesów komórkowych, w tym transkrypcji, naprawy DNA i montażu chromatyny. montaż chromatyny. Acetylacja histonu H3 na lizynie 56 (H3K56) zachodzi zarówno podczas premeiotycznej i mitotycznej fazy S i utrzymuje się podczas naprawy uszkodzeń DNA. Aby dowiedzieć się więcej o molekularnym mechanizmie acetylacji H3K56 i czynnikach wymagane dla tego procesu, zbadaliśmy genom drożdży Saccharomyces cerevisiae w celu identyfikacji genów niezbędnych dla tego procesu. Porównawczy globalny proteomiczny zidentyfikował kilka czynników wymaganych do globalnej acetylacji H3K56 acetylacji, które obejmowały histonowy chaperon Asf1 i białko o nieznanej funkcji funkcji Rtt109, ale nie Spt10. Nasze wyniki wskazują, że utrata Rtt109 powoduje utratę acetylacji H3K56, zarówno na histonie luzem, jak i na chromatynie, podobnie jak w przypadku asf1Delta lub mutacji K56Q. Delecja RTT109 wykazuje wrażliwość na czynniki uszkadzające DNA podobną do mutantów asf1Delta i H3K56Q mutantów. Co więcej, acetylacja Rtt109 i H3K56 wydaje się korelować z aktywnie transkrybowanymi genami i wiążą się z wydłużającą się formą polimerazy II u drożdży. Ta modyfikacja histonów jest również związana z niektórymi aktywnymi transkrypcyjnie miejscami puff u Drosophila. Nasze wyniki wskazują na nową rolę białka Rtt109 w prawidłowej regulacji acetylacji H3K56. --- Set1, drożdżowa metylaza histonu H3-lizyny 4 (H3-K4), jest rekrutowana przez mechanizm elongacji Pol II do wysoce zlokalizowanej domeny w części 5' aktywnych regionów kodujących mRNA. regionów kodujących mRNA. Asocjacja Set1 zależy od kinazy związanej z TFIIH która fosforyluje C-końcową domenę Pol II (CTD) i pośredniczy w przejściu między inicjacją a elongacją. przejściem między inicjacją a elongacją, a Set1 oddziałuje z formą Pol II, której CTD jest fosforylowana przy serynie 5, ale nie serynie 2. Składniki Rtf1 i Paf1 kompleksu Paf1 związanego z Pol II są również ważne dla rekrutacji Set1. rekrutacji Set1. Chociaż poziom dimetylowanego H3-K4 jest dość jednolity w całym genomie, wzór trimetylowanego H3-K4 silnie koreluje z obecnością Set1. Hipermetylowany H3-K4 w regionie kodującym mRNA utrzymuje się przez dłuższy czas po inaktywacji transkrypcji i dysocjacji Set1 dysocjacji od chromatyny, co wskazuje, że hipermetylacja H3-K4 zapewnia pamięć molekularną ostatniej aktywności transkrypcyjnej. --- Nukleosomy muszą być deacetylowane za wydłużającą się polimerazą RNA II, aby zapobiec kryptycznej inicjacji transkrypcji w regionie kodującym. Polimeraza RNA II sygnalizuje deacetylację poprzez metylację lizyny 36 histonu H3 (H3K36), co stanowi sygnał rekrutacyjny dla kompleksu deacetylazy histonowej Rpd3S (HDAC). Rozpoznanie metylu H3K36 przez Rpd3S wymaga chromodomeny chromodomeny jego podjednostki Eaf3. Paradoksalnie, Eaf3 jest również podjednostką kompleksu acetylotransferazy NuA4, jednak NuA4 nie rozpoznaje nukleosomów metylowych H3K36 nukleosomów. W Saccharomyces cerevisiae odkryliśmy, że nukleosomy metylu H3K36 przez Rpd3S wymaga również domeny homeobox roślin (PHD) jego podjednostki Rco1 podjednostki Rco1. Tak więc, sprzężone domeny chromosomowe i PHD Rpd3S określają rozpoznawanie metylowego znaku H3K36, demonstrując pierwszą domenę kombinatoryczną w kompleksie białkowym do odczytu specyficznego kodu histonowego.
Która modyfikacja histonów jest głównie związana z wydłużaniem transkrypcji?
Podobnie, trimetylacja H3K36, znak związany z wydłużaniem transkrypcji, była specyficznie zwiększona w locus HD w prążkowiu, a nie w móżdżku. Ostatnie badania wykazały, że deacetylacja histonów na korpusie transkrybowanego genu jest regulowana poprzez metylację histonu H3-K36, w której pośredniczy Set2.