Tri-metylowana lizyna H3 4 (H3K4me3) jest związana z aktywnymi transkrypcyjnie genami, ale jej funkcja w procesie transkrypcji jest wciąż niejasna. ale jej funkcja w procesie transkrypcji jest nadal niejasna. Punktowe mutacje w domenie katalitycznej ATX1 (ARABIDOPSIS TRITHORAX1), metylotransferazy H3K4 metylotransferazy H3K4, oraz knockdown RNAi podjednostek kompleksu AtCOMPASS-like (Arabidopsis Complex Proteins Associated with Set) zostały wykorzystane do odpowiedzi na to pytanie. pytanie. Wykazaliśmy, że zarówno ATX1, jak i AtCOMPASS-like są wymagane do akumulacji TBP na wysokim poziomie. poziomu akumulacji TBP (białka wiążącego TATA) i Pol II w promotorach oraz że wymóg ten jest niezależny od katalitycznej modyfikacji histonów aktywności katalitycznej modyfikującej histony. Jednakże, funkcja katalityczna jest krytycznie wymagana dla transkrypcji, ponieważ poziomy H3K4me3 określają wydajność elongacji transkrypcji. elongacji transkrypcji. Role H3K4me3, ATX1 i AtCOMPASS-like mogą mieć ogólne znaczenie dla transkrypcji Tr3K4me3. znaczenie dla transkrypcji genów eukariotycznych aktywowanych przez Trithorax. --- Sekwencja genomu organizmu służy jako plan dla białek i regulatorowych RNA RNA niezbędnych do funkcjonowania komórek. Genom zawiera również cis-kodujące sekwencje niekodujące, które kontrolują ekspresję genów i są niezbędne do do koordynowania programów regulacyjnych podczas rozwoju embrionalnego. Jednak sekwencja sekwencja genomu jest w dużej mierze identyczna między typami komórek w organizmie wielokomórkowym. organizmu, co wskazuje, że czynniki takie jak dostępność DNA i struktura chromatyny odgrywają kluczową rolę w regulowaniu ekspresji genów specyficznych dla komórek. Ostatnie badania zidentyfikowały określone modyfikacje chromatyny, które definiują funkcjonalnie odrębne elementy regulacyjne cis. Wśród nich są formy histonu 3, które są mono- lub tri-metylowane przy lizynie 4 (odpowiednio H3K4me1 lub H3K4me3), ), które wiążą się preferencyjnie z elementami promotora i enhancera w genomie ssaków. genomie ssaków. W tej pracy zbadaliśmy, czy te zmodyfikowane histony mogą podobnie identyfikować elementy regulacyjne cis w genomie danio pręgowanego. genomie danio pręgowanego. Stosując immunoprecypitację chromatyny, a następnie głębokie sekwencjonowanie, odkryliśmy, że H3K4me1 i H3K4me3 są wzbogacone w miejscach startu transkrypcji w genomie rozwijającego się danio pręgowanego. genomie rozwijającego się zarodka danio pręgowanego i że to powiązanie koreluje z ekspresją genów. Ponadto stwierdziliśmy, że te modyfikacje wiążą się z dystalnymi niekodującymi elementami konserwatywnymi, w tym ze znanymi aktywnymi aktywnymi wzmacniaczami. Wreszcie, wykazaliśmy, że możliwe jest wykorzystanie profili wiązania H3K4me1 i H3K4me3 w połączeniu z dostępnymi danymi dotyczącymi ekspresji w celu obliczeniowo zidentyfikować odpowiednie sekwencje regulacyjne cis flankujące w rozwijającym się zarodku. Podsumowując, nasze wyniki wskazują, że H3K4me1 i H3K4me3 ogólnie oznaczają elementy regulacyjne cis w genomie genomu danio pręgowanego i wskazują, że dalsza charakterystyka danio pręgowanego przy użyciu tego podejścia okaże się cenna w definiowaniu sieci transkrypcyjnych w tym systemie modelowym. tym systemie modelowym. --- Trimetylacja reszty lizyny K4 histonu H3 (H3K4me3) silnie koreluje z aktywnymi promotorami genów transkrybowanych przez polimerazę RNA II. z aktywnymi promotorami genów transkrybowanych przez polimerazę RNA II. Kilka białek białek, w tym podstawowy czynnik transkrypcyjny TFIID, dla tego znaku nukleosomalnego nukleosomalnego. Jego podjednostka TAF3 specyficznie wiąże znak H3K4me3 poprzez swój konserwatywny palec homeodominy roślinnej (PHD). Tutaj przedstawiamy rozwiązanie strukturę palca TAF3-PHD i jego kompleksu z peptydem H3K4me3. Używając połączenie NMR, mutagenezy i pomiarów powinowactwa, ujawniamy strukturalne podstawy powinowactwa wiązania, specyficzności stanu metylacji i z asymetryczną dimetylacją R2. Unikalna lokalna struktura w kieszeni wiążącej K4me3 TAF3 ze względu na konserwatywną sekwencję podkreśla wymóg interakcji kation-pi przez dwie reszty aromatyczne. przez dwie aromatyczne reszty. Zakłócenie przez asymetryczną dimetylację argininy 2 sugeruje, że H3R2/K4 "metylo-metylowy" przełącznik w kodzie histonowym dynamicznie reguluje TFIID-promoter. --- Trimetylacja histonu H3 Lys 4 (H3K4me3) jest znakiem aktywnych i stabilnych promotorów. promotorów. Kompleks Set1 jest odpowiedzialny za większość somatycznych H3K4me3 i zawiera konserwowaną podjednostkę CxxC finger protein 1 (Cfp1), która wiąże się z niemetylowanymi CpGs i łączy H3K4me3 z wyspami CpG (CGIs). Tutaj donosimy, że Cfp1 odgrywa w organizowaniu H3K4me3 w całym genomie w embrionalnych komórkach macierzystych. Niedobór Cfp1 spowodował dwa kontrastujące fenotypy: drastyczną utratę H3K4me3 w genach genach związanych z CGI, z minimalnymi konsekwencjami dla transkrypcji, oraz tworzenie "ektopowych" pików H3K4me3 w licznych regionach regulatorowych. Wiązanie DNA przez Cfp1 było zbędne do kierowania H3K4me3 do aktywnych genów, ale było wymagane aby zapobiec ektopowym pikom H3K4me3. Obecność ektopowych pików w enhancerach często zbiegała się ze zwiększoną ekspresją pobliskich genów. Sugeruje to, że CpG zapobiega "wyciekowi" H3K4me3 do nieodpowiednich przedziałów chromatyny. przedziałów chromatyny. Nasze wyniki pokazują, że Cfp1 jest specyficznym czynnikiem, który integruje wiele sygnałów, w tym zawartość CpG w promotorze i aktywność genu, w celu regulacji wzorców H3K4me3 w całym genomie. --- Podczas gdy wcześniejsze badania wykazały, że modyfikacje histonów mogą wpływać na wzrost wzrost i rozwój roślin poprzez regulację transkrypcji genów, wiedza na temat związków między tymi modyfikacjami a ekspresją genów jest nadal ograniczona. W niniejszym badaniu wykorzystano immunoprecypitację chromatyny, a następnie sekwencjonowanie o wysokiej przepustowości (ChIP-Seq), aby zbadać rozmieszczenie w całym genomie dystrybucji czterech modyfikacji histonów: di i trimetylacji H3K4 (H3K4me2 i H3K4me3) oraz acylacji H3K9 i H3K27 (H3K9ac i H3K27ac) w komórkach Oryza sativa L. japonica. Analizując opublikowane dane DNase-Seq, niniejsze badanie zbadano miejsca nadwrażliwe na DNazę (DH) wzdłuż genomu ryżu. Znaki histonowe pojawiły się głównie w regionach generycznych i zostały wzbogacone wokół miejsc startu transkrypcji (TSS) genów. Analiza ta wykazała, że cztery modyfikacje histonów i miejsca DH były związane z aktywną transkrypcją. aktywną transkrypcją. Co więcej, cztery modyfikacje histonów były wysoce z regionami transkrypcji - obiecująca cecha, która została wykorzystana do przewidywania brakujących genów w adnotacji genów ryżu. Przewidywania były dalej zweryfikowane przez eksperymentalne potwierdzenie transkrypcji dwóch przewidywanych brakujących genów. Ponadto skonstruowano analizę motywów sekwencji w celu zidentyfikować miejsca DH i wiele domniemanych miejsc wiązania czynników transkrypcyjnych.
Czy znak histonowy H3K4me3 jest związany z inicjacją lub wydłużaniem transkrypcji?
H3K4me3 jest związany z aktywnymi transkrypcyjnie genami, ale jego funkcja w procesie transkrypcji jest nadal niejasna. Wiadomo, że występuje w regionie promotorowym genów w celu aktywacji transkrypcji, ale jego poziomy korelują dodatnio z poziomami ekspresji antysensownych genów związanych z sensem, co sugeruje, że może być również zaangażowany w aktywację transkrypcji antysensownej. Chociaż jest on głównie związany z inicjacją transkrypcji, poziomy H3K4me3 określają wydajność wydłużania transkrypcji.