Мультифункциональный ядерный белок эукариот Е (у) 2 и механизм его действия
Показано, что Е (у)2 является белковым компонентом Su (Hw)-3aBHCHMbix инсуляторов. Е (у)2 связывается с доменом цинковых пальцев белка Su (Hw) и необходим для барьерной, но не для энхансер-блокирующей, активности 8и (Ну)-зависимых инсуляторов. Показано, что SAGA комплекс рекрутируется на 8и (Ну)-зависимые инсуляторы и что белок Е (у)2 необходим для этого. Предложена модель SuHw-E (y)2-SAGA… Читать ещё >
Содержание
- СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
- ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
- 1. Инициация транскрипции РНК полимеразы II эукариот
- 1. 1. РНК полимераза II
- 1. 2. Коровые элементы промотора
- 1. 3. Базальная транскрипция. Общие факторы транскрипции
- 1. 4. Семейство TRF (ТВР-подобных факторов)
- 2. Хроматин
- 2. 1. Структура хроматина. Модификации гистонов
- 2. 2. Структурные и биохимические особенности гетерохроматина
- 2. 3. Гетерохроматин и транскрипция. Эффект положения гена
- 2. 4. Белковые комплексы, изменяющие структуру хроматина
- 3. Gcn5-содержащие комплексы многоклеточных
- 3. 1. Транскрипция и ацетилирование
- 3. 2. Структурная организация GCN5 и PCAF белков и их функции
- 3. 3. ССЫ5-содержащие STAGA/TFTC-подобные комплексы массой 2 МДа
- 3. 4. GCNS-содержащие АТАС комплексы массой 700 кДа
- 3. 5. Трехмерная структура SAGA/TFTC-подобных комплексов
- 3. 6. Функции GCNS-содержащих комплексов
- 4. Экспорт мРНК и транскрипция
- 4. 1. Рецептор и адаптеры экспорта мРНК
- 4. 2. TREX комплекс
- 4. 3. Sac3-Thp 1 -Sus 1 -Cdc31 комплекс
- 5. Транскрипция на периферии ядра
- 5. 1. Эпигенетическое состояние генома
- 5. 2. Транскрипционно неактивный хроматин и ядерная периферия. Репрессия теломер у дрожжей
- 5. 3. Ядерная ламина и репрессия генов
- 5. 4. Транскрипционно активные гены на периферии ядра
- 5. 5. Влияние мРНК на прикрепление генов к ядерным порам
- 5. 6. SAGA комплекс участвует в организации связывания генов с ядерной порой
- 6. Инсуляторы
- 6. 1. Доменная организация генома
- 6. 2. Инсуляторы генов теплового шока (scs и scs')
- 6. 3. Su (Hw)-3aBHCHMbift инсулятор
- 6. 4. Инсуляторы в регуляторной области гена Abd-B
- 6. 5. Инсуляторы бета-глобиновых генов кур и млекопитающих
- 6. 6. Инсуляторы локуса HI9Tgf
- 6. 7. Барьерная активность бета-глобиновых инсуляторов
- 7. Гены теплового шока
- 7. 1. Гены теплового шока как модельная система
- 7. 2. Строение промотора
- 7. 3. Факторы теплового шока
- 7. 4. Транскрипция гена hsp
- МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
- 1. Материалы
- 2. Работа с дрожжами. Скрининг библиотеки кДНК в двугибридной системе
- 3. Работа с клетками
- 4. Работа с ДНК
- 5. Работа с РНК
- 6. Работа с белками
- 7. Иммуноокрашивание
- 8. Гибридизация in situ
- 9. Электронная микроскопия
- 10. Анализ изображений
- 11. Хроматиниммунопреципитация
- РЕЗУЛЬТАТЫ
- 1. Белок Е (у)2 важный компонент транскрипционной машины эукариот
- 1. 1. Введение
- 1. 2. Поиск белков, взаимодействующих с Е (у)2, в дрожжевой двухгибридной системе
- 2. Анализ структуры гена и белка Е (у)2 эукариот
- 2. 1. Анализ аминокислотной последовательности белка Е (у)2 эукариот: у D. melanogaster существует ген-паралог е (у)
- 2. 2. Анализ экзон-интронной структуры гена е (у)2: ген е (у)2 является ретрокопией гена е (у)
- 2. 3. Е (у)2 экспрессируется повсеместно, тогда как Е (у)2Ь обладает тканеспецифичной экспрессией
2.4. Промоторные регионы е (у)2 и е (у)2Ь генов обеспечивают их экспрессионный паттерн: в то время как е (у)2 обладает повсеместной экспрессией, экспрессия е (у)2Ь ограничена стадией первичных сперматоцитов.
2.5. Белок Е (у)2Ь не способен функционально заменить Е (у)2.
3. Белок Е (у)2 входит в состав SAGA гистонацетилтрансферазного комплекса дрозофилы.
3.1. Изучение взаимодействия Е (у)2 с компонентами SAGA комплекса дрозофилы.
3.2. Изучение внутриклеточной локализации Е (у)2 и компонентов SAGA комплекса дрозофилы.
4. SAGA комплекс участвует в транскрипции гена hsp70 до и после теплового шока.
4.1. Основные компоненты TFIID комплекса покидают сайты генов теплового шока после их активации.
4.2. Компоненты GCN5 НАТ-содержащего комплекса и комплекса Mediator, а также HSF присутствуют в сайтах теплового шока после их активации.
4.3. Данные хроматин-иммунопреципитации подтверждают данные иммуноокрашивания политенных хромосом.
5. Е (у)2 входит с состав нового ассоциированного с ядерной порой комплекса АМЕХ, который участвует в организации экспорта мРНК.
5.1. Е (у)2 взаимодействует с белком Xmas-2 (X-linked male sterile-2).
5.2. Белки E (y)2 и Xmas-2 необходимы для экспорта мРНК из ядра в цитоплазму.
5.3. Белки Е (у)2 и Xmas-2 необходимы для экспорта транскриптов hsp70 генов.
5.4. Изучение влияния Е (у)2 и Xmas-2 на расположение hsp70 локусов внутри ядра.
5.5. Изучение влияния Е (у)2 и Xmas-2 на регуляцию транскрипции hsp70 генов.
5.6. Е (у)2 необходим для экспорта мРНК гена trf2.
6. Е (у)2 входит в состав деубиквитиназного модуля SAGA комплекса, участвующего в формировании активной формы хроматина.
6.1. Белки Е (у)2, Nonstop, Sgfll формируют тройной модуль SAGA комплекса.
6.2. SAGA комплекс человека способен деубиквитинилировать гистоны Н2 В и Н2А in vitro.
6.3. Деубиквитиназный модуль блокирует репрессию, опосредованную гетерохроматином.
7. Е (у)2 является новым компонентом 8и (Нш)-зависимых инсуляторов дрозофилы.
7.1. Е (у)2 взаимодействует с доменами цинковых пальцев белка Su (Hw).
7.2. Изучение взаимодействия Е (у)2 и Su (Hw) in vivo.
7.3. Е (у)2 рекрутируется на 8и (Н?)-зависимые инсуляторы.
7.4. Е (у)2 необходим для барьерной функции 8и (Ну)-зависимых инсуляторов.
7.5. Е (у)2 необходим для рекрутирования SAGA комплекса на 8и (Ну)-зависимые инсуляторы.
7.6. Модель Su (Hw)-3aBHCHMoro инсулятора.
ОБСУЖДЕНИЕ.
1. Основные результаты.
2. Ген е (у)2 функционально заменил исходный ген е (у)2Ъ в процессе эволюции.
3. Е (у)2 — новый компонент SAGA комплекса дрозофилы.
4. SAGA комплекс участвует в транскрипции гена hsp70 до и после теплового шока.
5. Е (у)2 входит с состав нового комплекса, осуществляющего экспорт мРНК.
6. Е (у)2 в комплексе с Xmas-2 осуществляет прикрепление hsp70 локусов к NPC.
7. Е (у)2 координирует транскрипцию генов, прикрепление к NPC и экспорт мРНК.
8. Биологический смысл прикрепления hsp70 локусов к ядерной поре.
9. Е (у)2 — новый белковый компонент 8и (Ну)-зависимых инсуляторов.
10. Возможные механизмы барьерной активности 8и (Ну)-инсуляторов.
ВЫВОДЫ.
Список литературы
- Abruzzi, К. С., Belostotsky, D. A., Chekanova, J. A., Dower, К., and Rosbash, М. (2006) З'-end formation signals modulate the association of genes with the nuclear periphery as well as mRNP dot formation, EMBOJ25, 4253−4262.
- Abruzzi, К. C., Lacadie, S., and Rosbash, M. (2004) Biochemical analysis of TREX complex recruitment to intronless and intron-containing yeast genes, EMBO J 23, 26 202 631.
- Adelman, K., Marr, M. Т., Werner, J., Saunders, A., Ni, Z., Andrulis, E. D., and Lis, J. T. (2005) Efficient release from promoter-proximal stall sites requires transcript cleavage factor TFIIS, Mol Cell 17, 103−112.
- Ahn, S. G., and Thiele, D. J. (2003) Redox regulation of mammalian heat shock factor 1 is essential for Hsp gene activation and protection from stress, Genes Dev 17, 516−528.
- Akhtar, A., and Gasser, S. M. (2007) The nuclear envelope and transcriptional control, Nat Rev Genet 8, 507−517.
- Andrulis, E. D., Neiman, A. M., Zappulla, D. C., and Sternglanz, R. (1998) Perinuclear localization of chromatin facilitates transcriptional silencing, Nature 394, 592−595.
- Andrulis, E. D., Zappulla, D. C., Ansari, A., Perrod, S., Laiosa, С. V., Gartenberg, M. R., and Sternglanz, R. (2002) Escl, a nuclear periphery protein required for Sir4-based plasmid anchoring and partitioning, Mol Cell Biol 22, 8292−8301.
- Aoyagi, N., and Wassarman, D. A. (2000) Genes encoding Drosophila melanogaster RNA polymerase II general transcription factors: diversity in TFIIA and TFIID components contributes to gene-specific transcriptional regulation, J Cell Biol 150, F45−50.
- Asturias, F. J. (2004) RNA polymerase II structure, and organization of the prcinitiation complex, Сип-Opin Struct Biol 14, 121−129.
- Avramova, Z., and Tikhonov, A. (1999) Are scs and scs' 'neutral' chromatin domain boundaries of the locus?, Trends Genet 15, 138−139.
- Becker, P. В., and Horz, W. (2002) ATP-dependent nucleosome remodeling, Annu Rev Biochem 71, 247−273.
- Bell, A. C., and Felsenfeld, G. (2000) Methylation of a CTCF-dependent boundary controls imprinted expression of the Igf2 gene, Nature 405, 482−485.
- Bell, А. С., West, A. G., and Felsenfeld, G. (1999) The protein CTCF is required for the enhancer blocking activity of vertebrate insulators, Cell 98, 387−396.
- Bell, В., and Tora, L. (1999) Regulation of gene expression by multiple forms of TFIID and other novel TAFII-containing complexes, Exp Cell Res 246, 11−19.
- Bender, M. A., Bulger, M., Close, J., and Groudine, M. (2000) Beta-globin gene switching and DNase I sensitivity of the endogenous beta-globin locus in mice do not require the locus control region, Mol Cell 5, 387−393.
- Bender, M. A., Reik, A., Close, J., Telling, A., Epner, E., Fiering, S., Hardison, R., and Groudine, M. (1998) Description and targeted deletion of 5' hypersensitive site 5 and 6 of the mouse beta-globin locus control region, Blood 92, 4394−4403.
- Berger, S. L. (2002) Histone modifications in transcriptional regulation, Curr Opin Genet Dev 12, 142−148.
- Blackwood, E. M., and Kadonaga, J. T. (1998) Going the distance: a current view of enhancer action, Science 281, 60−63.
- Blake, M. C., Jambou, R. C., Swick, A. G., Kahn, J. W., and Azizkhan, J. C. (1990) Transcriptional initiation is controlled by upstream GC-box interactions in a TATAA-less promoter, Mol Cell Biol 10, 6632−6641.
- Blanton, J., Gaszner, M., and Schedl, P. (2003) Protein: protein interactions and the pairing of boundary elements in vivo, Genes Dev 17, 664−675.
- Boellmann, F., Guettouche, Т., Guo, Y., Fenna, M., Mnayer, L., and Voellmy, R. (2004) DAXX interacts with heat shock factor 1 during stress activation and enhances its transcriptional activity, Proc Natl Acad Sci US A 101, 4100−4105.
- Bondarenko, V. A., Liu, Y. V., Jiang, Y. I., and Studitsky, V. M. (2003) Communication over a large distance: enhancers and insulators, Biochem Cell Biol 81, 241−251.
- Brand, M., Yamamoto, K., Staub, A., and Tora, L. (1999) Identification of TATA-binding protein-free TAFII-containing complex subunits suggests a role in nucleosome acetylation and signal transduction, J Biol Chem 274, 18 285−18 289.
- Brasset, E., and Vaury, C. (2005) Insulators are fundamental components of the eukaryotic genomes, Heredity 94, 571−576.
- Brickner, J. H., and Walter, P. (2004) Gene recruitment of the activated INOl locus to the nuclear membrane, PLoS Biol 2, e342.
- Brownell, J. E., Zhou, J., Ranalli, Т., Kobayashi, R., Edmondson, D. G., Roth, S. Y., and Allis, C. D. (1996) Tetrahymena histone acetyltransferase A: a homolog to yeast Gcn5p linking histone acetylation to gene activation, Cell 84, 843−851.
- Buchenau, P., Hodgson, J., Strutt, H., and Arndt-Jovin, D. J. (1998) The distribution of polycomb-group proteins during cell division and development in Drosophila embryos: impact on models for silencing, J Cell Biol 141, 469−481.
- Bulger, M., and Groudine, M. (1999) Looping versus linking: toward a model for longdistance gene activation, Genes Dev 13, 2465−2477.
- Burke, T. W., and Kadonaga, J. T. (1997) The downstream core promoter element, DPE, is conserved from Drosophila to humans and is recognized by TAFII60 of Drosophila, Genes Dev 11, 3020−3031.
- Burke, T. W., and Kadonaga, J. T. (1996) Drosophila TFIID binds to a conserved downstream basal promoter element that is present in many TATA-box-deficient promoters, Genes Dev 10, 711−724.
- Butler, J. E., and Kadonaga, J. T. (2002) The RNA polymerase II core promoter: a key component in the regulation of gene expression, Genes Dev 16, 2583−2592.
- Cai, H. N., and Shen, P. (2001) Effects of cis arrangement of chromatin insulators on enhancer-blocking activity, Science 291, 493−495.39.