Metylacja H3 Lys(36), w której pośredniczy Set2, jest modyfikacją histonów, która została wykazano, że działa w wydłużaniu transkrypcji poprzez rekrutację kompleksu deacetylazy histonowej Rpd3S kompleksu deacetylazy histonowej w celu stłumienia kryptycznej transkrypcji wewnątrzgenowej. Niedawno zidentyfikowaliśmy szlak trans-histonowy, w którym interakcja między między końcem N Set2 a histonem H4 Lys(44) jest potrzebna do pośredniczenia w trans-histonie H3 Lys(36) di- i trimetylacji. W obecnym badaniu wykazaliśmy, że mutacja reszty lizyny 44 w histonie H4 lub mutant Set2 pozbawiony motywu interakcji histonu H4 motywu interakcji histonu H4 prowadzi do intragenicznych kryptycznych transkryptów, wskazując, że że interakcja Set2 i histonu H4 jest ważna dla tłumienia wewnątrzgenowej kryptycznej transkrypcji. Ustaliliśmy również, że reszty histonu H2A (Leu(116) i Leu(117)), które znajdują się w bliskim sąsiedztwie histonu H4 Lys(44), są potrzebne do prawidłowej metylacji trans-histonu H3 Lys(36). Podobne do mutantów H4 Lys(44), mutacje histonu H2A Leu(116) i Leu(117) wykazywały zmniejszoną di- i trimetylację, zwiększoną acetylację histonu H4, zwiększoną oporność na 6-azauracyl i kryptyczną transkrypcję. Co ciekawe, połączone histony H4 Lys(44) i H2A mają poważniejsze defekty metylacji i zwiększone poziomy acetylacji H4 poziomy acetylacji. Ponadto zidentyfikowaliśmy, że dodatkowe reszty rdzeniowe histonów H2A i H3 są również potrzebne do di- i trimetylacji H3 Lys(36). Ogólnie, nasze wyniki pokazują i sugerują, że wiele reszt H4, H2A i H3 przyczynia się do i tworzą miejsce dokowania / rozpoznawania Set2 na powierzchni nukleosomalnej, tak że di- i trimetylację H3 Lys(36), acetylację histonów i wydłużenie transkrypcji, w których pośredniczy Set2. może wystąpić wydłużenie transkrypcji. --- Podczas infekcji ludzkim adenowirusem (HAdV), białka kodowane przez gen wczesnego regionu 1A (E1A) wiążą się z odpowiednimi składnikami komórkowymi. regionu 1A (E1A) wiążą się z odpowiednimi składnikami komórkowej komórkowej, aby aktywować transkrypcję wczesnych genów wirusowych. Wcześniej zidentyfikowaliśmy rolę ludzkich kompleksów Bre1 (hBre1) i hPaf1 w aktywacji transkrypcyjnej wczesnych genów HAdV za pośrednictwem E1A. Tutaj pokazujemy że E1A wiąże bezpośrednio hBre1 i że kompleks ten jest ukierunkowany na kompleks hPaf1 poprzez podjednostkę Rtf1. Pozbawienie hPaf1 zmniejsza zależną od E1A aktywację transkrypcji transkrypcji z wirusowych jednostek transkrypcyjnych E2e, E3 i E4, a to nie nie wynika ze zmniejszonej zdolności polimerazy RNA II do rekrutowania do regiony proksymalne promotora tych genów. W przeciwieństwie do tego, pozbawienie hPaf1 zmniejsza zajętość polimerazy RNA II w tych jednostkach transkrypcyjnych. Towarzyszy temu obniżenie poziomu trimetylacji H3K36, posttranslacyjnej modyfikacji histonów. potranslacyjnej modyfikacji histonów związanej z wydajną elongacją transkrypcji elongacją transkrypcji i liczbą transkryptów pełnej długości z tych genów. Łącznie wyniki te wskazują, że E1A wykorzystuje hBre1 do rekrutacji kompleksu hPaf1 w celu optymalnej aktywacji wczesnej transkrypcji wirusa poprzez zwiększenie wydłużenie transkrypcji. WAŻNOŚĆ: Ta praca dostarcza mechanizmu, dzięki któremu kompleks hPaf1 przyczynia się do zależnej od E1A aktywacji wczesnej transkrypcji genów. Praca pokazuje również, że E1A indukuje ekspresję genów poprzez stymulację wydłużenie transkrypcji, oprócz lepiej scharakteryzowanego wpływu na inicjację transkrypcji. --- Powszechnie przyjmuje się, że regulacja transkrypcji genów eukariotycznych jest ściśle związana z kowalencyjnymi modyfikacjami matrycy chromatynowej. matrycy chromatyny, a w niektórych przypadkach scharakteryzowano funkcjonalne konsekwencje tych modyfikacji. modyfikacje zostały scharakteryzowane. Tutaj przedstawiamy dowody na to, że aktywacja genów aktywacja genów w cichej heterochromatynie drożdży Saccharomyces cerevisiae może wystąpić w kontekście niewielkiej, jeśli w ogóle, kowalencyjnej modyfikacji histonów. Używając regulowany przez SIR transgen indukowany szokiem cieplnym, hsp82-2001, i naturalny indukowany lekiem gen subtelomerowy, YFR057w, jako modele wykazujemy, że znaczna indukcja transkrypcji (> 200-krotna) może wystąpić w kontekście ograniczona utrata histonów i znikome poziomy trimetylacji H3K4, trimetylacji H3K36 trimetylacji i dimetylacji H3K79, modyfikacji powszechnie związanych z inicjacją i wydłużaniem transkrypcji inicjacją i wydłużaniem transkrypcji. Heterochromatyczna aktywacja genów może również wystąpić przy minimalnej acetylacji lizyny H3 i H4 i bez zastąpienia H2A związanym z transkrypcją wariantem H2A.Z. Co ważne, brak modyfikacji histonów nie wynika ze zmniejszonej transkrypcji. nie wynika ze zmniejszonej wydajności transkrypcji, ponieważ hsp82-ΔTATA, euchromatyczny mutant promotora pozbawiony ramki TATA i z trzykrotnie niższą indukowaną transkrypcją niż heterosomalna. niższa indukowana transkrypcja niż heterochromatyczna hsp82-2001, jest silnie hiperacetylowany w odpowiedzi na szok termiczny. Zgodnie ze znikomą dimetylacją H3K79 dimetylacji, komórki dot1Δ pozbawione aktywności metylazy H3K79 wykazują niezakłóconą zajęcie polimerazy RNA II w aktywowanym heterochromatycznym promotorze i regionów kodujących. Nasze wyniki wskazują, że duży wzrost transkrypcji może być można zaobserwować przy wirtualnym braku modyfikacji histonów, często uważanych za często uważanych za niezbędne do aktywacji genów. --- Podobnie jak w przypadku wielu genów kodujących białka, ekspresja inhibitora cyklu komórkowego p21(CIP1) jest regulowana na poziomie wydłużania transkrypcji. Podczas gdy wiele wykazano, że aktywatory transkrypcyjne stymulują wydłużanie, to mechanizmy, za pomocą których represory specyficzne dla promotora regulują pauzę i elongację przez polimerazę RNA II (RNA PolII) nie są dobrze opisane. Tutaj donosimy, że czynnik czynnik transkrypcyjny Sp3 hamuje podstawową ekspresję genu p21 (CIP1) przez związany z promotorem RNA PolII. Zablokowanie Sp3 doprowadziło do zwiększenia poziomu mRNA p21(CIP1) i zmniejszonego obłożenia ujemnego czynnika elongacji (NELF) w promotorze p21(CIP1). promotora p21(CIP1), chociaż poziom wiązania pozytywnego czynnika elongacji transkrypcji czynnika elongacji transkrypcji b (P-TEFb) nie został zwiększony. Zubożenie Sp3 korelowało z podwyższonym poziomem H3K36me3 i H2Bub1, dwóch modyfikacji histonów związanych z elongacją transkrypcji. Ponadto wykazano, że Sp3 promuje wiązanie fosfatazy białkowej 1 (PP1) do promotora p21(CIP1), co prowadzi do zmniejszonej fosforylacji H3S10 fosforylacji, co jest zgodne z zależną od Sp3 regulacją lokalnej równowagi między aktywnością kinazy i fosfatazy. Analiza innych celów Sp3 sugeruje, że oprócz wcześniej opisanych modyfikacji SUMO mechanizmów wyciszania chromatyny zależnych od modyfikacji SUMO, zahamowanie przejścia zatrzymanego RNA PolII do produktywnej elongacji, opisane tutaj dla p21(CIP1), jest ogólnym mechanizmem, za pomocą którego czynnik transkrypcyjny Sp3 dostraja ekspresję genu ekspresję genów. --- Wydłużaniu transkryptu przez polimerazę RNA II (RNAPII) towarzyszą konserwatywne wzorce modyfikacji histonów. wzorce modyfikacji histonów. Podczas gdy modyfikacje histonów mają ustalone w inicjacji transkrypcji, ich funkcje podczas elongacji nie są znane. zrozumiane. Mono-ubikwitylacja histonu H2B (H2Bub1) odgrywa kluczową rolę w koordynowaniu ko-transkrypcyjnej modyfikacji histonów poprzez promowanie specyficznej dla miejsca metylację histonu H3. H2Bub1 reguluje również ekspresję genów poprzez niezidentyfikowany, niezależny od metylacji mechanizm. Tutaj ujawniamy dwukierunkową komunikację między H2Bub1 i Cdk9, ortologiem pozytywnego czynnika elongacji transkrypcji b (b) metazoan. czynnika elongacji transkrypcji b (P-TEFb) w drożdżach rozszczepialnych Schizosaccharomyces pombe. Chemiczne i klasyczne analizy genetyczne wskazują, że obniżenie aktywności Cdk9 lub zapobieganie fosforylacji jego substratu, czynnika procesywności transkrypcji Spt5, zmniejsza aktywność H2Bub1 in vivo. I odwrotnie, mutacje w szlaku H2Bub1 upośledzają rekrutację Cdk9 do chromatyny i zmniejszają fosforylację Spt5. Co więcej, mutacja miejsca fosforylacji Spt5, w połączeniu z delecją metylotransferazy histonu H3 Lys4 Set1, fenokopiuje defekty morfologiczne i wzrostowe spowodowane utratą H2Bub1, sugerując niezależne, częściowo redundantne role dla Cdk9 i Set1 za H2Bub1. Co zaskakujące, mutacja reszty akceptora ubikwityny histonu H2B łagodzi wymóg aktywności wymóg aktywności Cdk9 in vivo, a mutacje cdk9 tłumią defekty morfologii komórek w szczepach z niedoborem H2Bub1. Analizy całego genomu przez immunoprecypitację chromatyny immunoprecypitacji również wykazują przeciwstawne efekty Cdk9 i H2Bub1 na dystrybucję transkrybującego RNAPII. Dlatego też, podczas gdy wzajemna zależność H2Bub1 i fosforylacji Spt5 wskazuje na dodatnie sprzężenie zwrotne, wzajemna supresja przez mutacje szlaku cdk9 i H2Bub1 sugeruje antagonistyczne funkcje, które muszą być utrzymywane w równowadze, aby regulować wydłużanie. Utrata H2Bub1 zakłóca tę równowagę i prowadzi do zaburzonej ekspresji genów i nieprawidłowej morfologii komórek, ujawniając nową funkcję konserwatywnej, ko-transkrypcyjnej modyfikacji histonów.
Które modyfikacje histonów są skorelowane z wydłużaniem transkrypcji?
Towarzyszy temu obniżenie poziomu trimetylacji H3K36, potranslacyjnej modyfikacji histonów związanej z wydajnym wydłużaniem transkrypcji, oraz liczby transkryptów o pełnej długości z tych genów. Egzony 3' ZNF zawierają H3K36me3, znak elongacji transkrypcji.