Enhancery są elementami działającymi cis, zdolnymi do regulowania transkrypcji w sposób sposób niezależny od odległości i orientacji. Podzbiór enhancerów jest zajmowany przez polimerazę RNA II (RNAP II) i transkrybowane w celu wytworzenia długich niekodujących RNA określanych jako eRNA. Dokładnie zbadaliśmy związek między produktywnością eRNA a różnymi markerami chromatyny i regulatorami transkrypcji w mysich embrionalnych komórkach macierzystych myszy (ESC) poprzez podejście integracyjne. Odkryliśmy, że enhancery produkujące eRNA wykazywały podwyższony poziom aktywnego markera H3K27Ac, obniżoną metylację DNA i wzbogacenie o hydroksylazę DNA Tet1. Wiele enhancerów produkujących eRNA zostało ostatnio scharakteryzowanych jako "super-enhancery," sugerując ważną rolę w utrzymaniu pluripotencji. Używając metod eksperymentalnych, skupiliśmy się na dobrze scharakteryzowanym wzmacniaczu połączony z locus Nanog i potwierdziliśmy jego wyłączną produktywność eRNA w ESC. Ponadto wykazaliśmy, że wiązanie białek z rodziny Sall4 i Tet było wymagane do produktywności eRNA w tym locus. Łącznie wykazaliśmy, że Wiązanie Tet1 i hipometylacja DNA są cechami charakterystycznymi produkcji eRNA. --- W następstwie raportów konsorcjum ENCyclopedia Of DNA Elements (ENCODE; GENCODE) i innych, jest obecnie dość oczywiste, że większość (70-80%) genomu ssaków ma potencjał do transkrypcji na RNA niekodujące białek (ncRNA). (ncRNA). Kluczowe znaczenie dla naszego zrozumienia procesów genetycznych ma mechanizm, za pomocą którego przez który ncRNA odgrywają swoją rolę. W związku z tym wykazano, że ncRNA regulują ekspresję loci kodujących białka (tj. genów) na etapie transkrypcji i posttranskrypcji. jak i na etapach potranskrypcyjnych. Niedawno donieśliśmy o powszechnej transkrypcji na elementach wzmacniających DNA w komórkach miogennych. W naszym badaniu stwierdziliśmy, że niektóre enhancerowe RNA (eRNA) regulują dostępność chromatyny dla mechanizmu maszyn transkrypcyjnych w loci kodujących główne regulatory miogenezy (tj. MyoD/MyoG), co sugeruje ich znaczenie i wpływ na programowanie komórkowe. w programowaniu komórkowym. W tym miejscu przeanalizowaliśmy ostatnie odkrycia związane z proponowanej roli (rolach) eRNA w regulacji ekspresji genów. Podkreślimy spójność, omówimy mylące obserwacje i rozważymy brak krytycznych informacji w celu ustalenia priorytetów przyszłych celów. --- Funkcjonalne znaczenie wzmacniaczy genów w regulowanej ekspresji genów jest dobrze dobrze ugruntowane. Oprócz szeroko rozpowszechnionej transkrypcji długich niekodujących RNA (lncRNA) w komórkach ssaków, dwukierunkowe ncRNA są transkrybowane na enhancerach, i dlatego są określane jako enhancer RNA (eRNA). Pozostało jednak niejasne niejasne, czy te eRNA są funkcjonalne, czy tylko odzwierciedlają aktywację wzmacniacza. aktywacji enhancera. Tutaj donosimy, że w ludzkich komórkach raka piersi 17β-estradiol (E2)-związany receptor estrogenowy α (ER-α) powoduje globalny wzrost transkrypcji eRNA na enhancerach sąsiadujących z genami kodującymi regulowanymi przez E2. Te indukowane eRNA, jako funkcjonalne transkrypty, wydają się odgrywać ważną rolę dla obserwowanej zależnej od ligandu indukcji docelowych genów kodujących, zwiększając siłę specyficznego zapętlenia enhancer-promoter inicjowanego przez wiązanie ER-α. Kohezyna, obecna na wielu enhancerach regulowanych przez ER-α nawet przed leczeniem ligandem, najwyraźniej przyczynia się do aktywacji genów zależnych od E2, przynajmniej częściowo przez stabilizując indukowane przez E2/ER-α/eRNA zapętlenie enhancer-promoter. Nasze dane wskazują że eRNA prawdopodobnie pełnią ważne funkcje w wielu regulowanych programach transkrypcji genów. transkrypcji genów. --- Informacje o autorze: (1)Department of Cellular and Molecular Medicine, University of California, San Diego, 9500 Gilman Drive, La Jolla, CA, USA. (2)Howard Hughes Medical Institute, Department of Medicine, University of California, San Diego, 9500 Gilman Drive, CA, USA. California, San Diego, 9500 Gilman Drive, La Jolla, CA, USA. (3)Howard Hughes Medical Institute, Department of Medicine, University of California, San Diego, 9500 Gilman Drive, La Jolla, CA, USA. Adres elektroniczny: mrosenfeld@ucsd.edu. (4)Department of Cellular and Molecular Medicine, University of California, San Diego, 9500 Gilman Drive, La Jolla, CA, USA; Howard Hughes Medical Institute, Department of Medicine, University of California, San Diego, 9500 Gilman Drive, La Jolla, CA, USA. Adres elektroniczny: ckg@ucsd.edu. --- Ostatnie badania wykazały, że aktywne enhancery są transkrybowane, tworząc klasę niekodujących RNA zwanych eRNA. Klasa niekodujących RNA zwanych wzmacniającymi RNA (eRNA). eRNA różnią się od długich niekodujących RNA (lncRNA). długich niekodujących RNA (lncRNA), ale te dwa gatunki niekodujących RNA mogą pełnić podobną rolę w aktywacji mRNA. podobną rolę w aktywacji transkrypcji mRNA. Pojawiające się badania, wykazujące, że eRNA funkcjonują w kontrolowaniu transkrypcji mRNA, podważają koncepcję, że że enhancery są jedynie miejscami gromadzenia się czynników transkrypcyjnych. Zamiast tego, komunikacja między promotorami i enhancerami może być dwukierunkowa z promotory wymagane do aktywacji transkrypcji enhancera. Odwrotnie, eRNA mogą następnie ułatwić interakcję wzmacniacz-promotor lub aktywować transkrypcję napędzaną przez promotor transkrypcję. --- Wykorzystaliśmy metody sekwencjonowania całego genomu do zbadania zależnej od bodźca funkcji wzmacniacza w mysich neuronach korowych. Zidentyfikowaliśmy około 12 000 neuronalnych regulowanych aktywnością neuronów, które są związane przez ogólny koaktywator transkrypcji CBP w sposób zależny od aktywności. Funkcją CBP we wzmacniaczach może być rekrutacja polimerazy RNA II (RNAPII), ponieważ zaobserwowaliśmy również regulowane aktywnością wiązanie RNAPII do tysięcy enhancerów. Warto zauważyć, że RNAPII w transkrybuje dwukierunkowo nową klasę wzmacniających RNA (eRNA) w domenach enhancerów zdefiniowanych przez obecność histonu H3 monometylowanego na lizyny 4. Poziom ekspresji eRNA w neuronalnych enhancerach pozytywnie koreluje z poziomem syntezy informacyjnego RNA w pobliskich genach, co sugeruje że synteza eRNA zachodzi specyficznie we wzmacniaczach, które są aktywnie zaangażowane w promowanie syntezy mRNA. Odkrycia te ujawniają, że szeroko rozpowszechniony mechanizm aktywacji enhancerów obejmuje wiązanie RNAPII i syntezę eRNA. --- Informacje o autorze: (1)1] Wydział Regulacji Genów, Holenderski Instytut Raka, Plesmanlaan 121, 1066 CX, Amsterdam, Holandia [2] Doctoral Programme in Biomedicine i Biologii Eksperymentalnej, Centrum Neuronauki i Biologii Komórki, Erasmus MC, Uniwersytet Rotterdamski, Holandia.
Czy istnieją wzmacniające RNA (eRNA)?
Tak. Aktywne enhancery są transkrybowane, wytwarzając klasę niekodujących RNA zwanych enhancer RNA (eRNA). eRNA różnią się od długich niekodujących RNA (lncRNA), ale te dwa gatunki niekodujących RNA mogą odgrywać podobną rolę w aktywacji transkrypcji mRNA.