Asymetria nici w rozkładzie guanin i cytozyn, mierzona skośnością GC predysponuje sekwencje DNA do tworzenia pętli R podczas transkrypcji. Poprzednie prace wykazały, że skośność GC i tworzenie pętli R wiążą się z rdzeniem zestaw niezmetylowanych promotorów wysp CpG (CGI) w ludzkim genomie. Tutaj pokazujemy, że skośność GC może rozróżniać cztery klasy promotorów, w tym trzy typy promotorów CGI, z których każdy jest powiązany z unikalnymi sygnaturami epigenetycznymi i ontologią genów. i ontologią genów. W szczególności identyfikujemy silną i słabą klasę promotorów CGI promotory i pokazujemy, że te loci są wzbogacone w różnych chromosomach odzwierciedlając wewnętrzną siłę ich ochrony przed metylacją DNA metylacją DNA. Co ciekawe, pokazujemy, że silne promotory CGI są pozbawione chromosomu X, podczas gdy słabe CGI są wzbogacone, co jest zgodne z właściwością metylacją DNA podczas kompensacji dawki. Ponadto identyfikujemy trzecią klasę promotorów CGI w oparciu o jej unikalny profil GC skew i pokazujemy, że ten zestaw genów jest wzbogacony o cele grupy Polycomb. Na koniec pokazujemy że prawie 2000 genów wykazuje skośność GC na swoich końcach 3' i że geny te są preferencyjnie zlokalizowane w regionach o dużej gęstości genów i mają tendencję do ścisłego ułożenia. Genomowe profilowanie pętli R wykazało, że duża część genów z końcowym pochyleniem GC tworzy pętle R na ich 3' końcach, co jest zgodne z rolą tych struktur w umożliwianiu wydajnej terminacji transkrypcji. Podsumowując, pokazujemy, że pochylenie GC i tworzenie pętli R oferują znaczący wgląd w regulacji epigenetycznej, organizacji genomu i funkcji ludzkich genów. --- Replikacja DNA w Escherichia coli jest zwykle inicjowana w jednym miejscu, oriC, zależnym od białka inicjującego DnaA. Jednakże, replikacja może być zainicjowana w innym miejscu na chromosomie w wielu ektopowych miejscach oriK. Dowody genetyczne genetyczne wskazują, że inicjacja z oriK zależy od hybryd RNA-DNA (pętle R), które są normalnie usuwane przez enzymy, takie jak RNaza HI, aby zapobiec oriK przed nieprawidłowym zapłonem podczas normalnego wzrostu. Inicjacja z miejsc oriK występuje w mutantach z niedoborem RNazy HI i prawdopodobnie w komórkach typu dzikiego w pewnych nietypowych warunkach. nietypowych warunkach. Pomimo wcześniejszych prac, lokalizacje oriK i ich wpływ na stabilność genomu wpływ na stabilność genomu pozostają niejasne. Połączyliśmy elektroforezę żelową 2D i podejścia całego genomu, aby zmapować lokalizacje oriK w całym genomie. Profile liczby kopii DNA DNA różnych szczepów z niedoborem RNazy HI zawierały wiele pików, często w spójnych lokalizacjach, identyfikując kandydujące miejsca oriK. Usunięcie RNazy HI prowadzi również do globalnych zmian w migracji widełek replikacyjnych wzorców migracji widełek replikacyjnych, często przeciwnych do normalnych kierunków replikacji i przypuszczalnie eukariotyczne łączenie widełek replikacyjnych. Nasze wyniki mają wpływ na stabilności genomu, oferując nowe zrozumienie tego, w jaki sposób niedobór RNazy HI skutkuje konfliktem transkrypcja-replikacja, w którym pośredniczy pętla R, jak również niewłaściwe zatrzymanie lub zablokowanie replikacji w miejscach Ter poza regionem pułapki terminusa oraz w operonach rybosomalnych. --- Istnieją dwie ścieżki zakończenia transkrypcji, niezależne od czynnika i zależne od czynnika, istnieją w bakteriach. Ta druga ścieżka działa na powstające transkrypty, które nie są jednocześnie nie są jednocześnie tłumaczone i wymaga czynników Rho, NusG i NusA, z których każdy z których każdy jest niezbędny dla żywotności WT Escherichia coli. NusG i NusA są również zaangażowane w antyterminację transkrypcji w operonach rybosomalnego RNA, a także w regulację szybkości a także w regulację szybkości wydłużania transkrypcji wszystkich genów. My wykorzystaliśmy test wrażliwości na bisulfit, aby wykazać wzrost w całym genomie występowania hybryd RNA-DNA (pętli R), w tym z transkryptów antysensownych i transkryptów, w mutancie missense nusG wadliwym dla terminacji zależnej od Rho. zakończenie. Letalność związana z całkowitym niedoborem Rho i NusG (ale nie ale nie NusA) została uratowana przez ektopową ekspresję helikazy pętli R UvsW, szczególnie na określonych podłożach wzrostowych. Nasze wyniki sugerują, że zależna od czynnika terminacja transkrypcji pełni funkcję nadzorczą, aby zapobiec transkrypcji niesprzężonej z translacją przed generowaniem pętli R, które blokowałyby progresję widełek replikacyjnych. progresję widełek replikacyjnych, a zatem być śmiertelne, i że NusA wykonuje dodatkowe istotne funkcje w E. coli. Zapobieganie konfliktom transkrypcja-replikacja za pośrednictwem pętli R konfliktów transkrypcja-replikacja przez kotranskrypcyjne zaangażowanie białka RNA pojawia się jako temat jednoczący zarówno wśród prokariotów, jak i eukariontów. eukariontów. --- Informacje o autorze: (1)Department of Genetics, Harvard Medical School, Boston, MA 02215, USA; Department of Cancer Biology, Dana-Farber Cancer Institute, 450 Brookline Avenue, Boston, MA 02215, USA. Avenue, Boston, MA 02215, USA. Adres elektroniczny: elodiey_hatchi@dfci.harvard.edu. (2)Sir William Dunn School of Pathology, University of Oxford, Oxford, OX1 3RE, UK. (3)Department of Biostatistics and Computational Biology, Dana-Farber Cancer Institute, 450 Brookline Avenue, USA. Institute, 450 Brookline Avenue, Boston, MA 02215, USA; Department of Biostatystyki, Harvard School of Public Health, Boston, MA 02115, USA. (4)Broad Institute of MIT and Harvard, Cambridge, MA 02142, USA; Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory) Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL), MIT, Cambridge, MA 02139, USA. (5)Department of Genetics, Harvard Medical School, Boston, MA 02215, USA; Department of Cancer Biology, Dana-Farber Cancer Institute, 450 Brookline Avenue, Boston, MA 02215, USA. Avenue, Boston, MA 02215, USA. (6)Department of Genetics, Harvard Medical School, Boston, MA 02215, USA; Department of Cancer Biology, Dana-Farber Cancer Institute, 450 Brookline Avenue, Boston, MA 02215, USA. Avenue, Boston, MA 02215, USA. Adres elektroniczny: david_livingston@dfci.harvard.edu.
Czy istnieje ogólnogenomowa technika wykrywania tworzenia pętli R?
Ogólnogenomowa analiza kruchych miejsc za pomocą immunoprecypitacji chromatyny (ChIP) i mikromacierzy (ChIP-chip) fosforylowanego H2A w tych mutantach wspierała zależny od transkrypcji mechanizm uszkodzeń DNA charakterystyczny dla pętli R. Tutaj pokazujemy, że czynniki rekombinacyjne są wymagane do przetrwania mutantów FACT drożdży, zgodnie z akumulacją pęknięć DNA, które wykryliśmy przez ogniska Rad52 i zależną od transkrypcji hiperrekombinację. Ta ostatnia ścieżka działa na powstające transkrypty, które nie są jednocześnie tłumaczone i wymaga czynników Rho, NusG i NusA, z których każdy jest niezbędny do przeżycia WT Escherichia coli. Replikacja DNA w Escherichia coli jest normalnie inicjowana w pojedynczym miejscu pochodzenia, oriC, zależnym od białka inicjującego DnaA.