Schizosaccharomyces pombe: центромерные внешние повторы
Центромерные внешние повторы без посторонней помощи делают возможной сборку "молчащего" хроматина.
Зависимый от Clr4 "молчащий" хроматин собирается не только в центромерах, но и над районом размером около 20 т.о., содержащим "молчащие" локусы типа спаривания ( mat2 - mat3 ) ( Noma et al., 2001 ) и соседствующим с терминальными теломерными повторами (консенсус TTACAGG), добавляемыми теломеразой ( Nimmo et al., 1994 , Nimmo et al., 1998 ; Allshire et al., 1995 ; Kanoh et al., 2005 ). Район cenH (т.е. гомологичный центромере), который находится между mat2 и mat3, имеет большое сходство, свыше порядка 7 т.о., с внешними повторами, обнаруживаемыми в центромерах ( Grewal and Klar, 1997 ). Кроме того, по крайней мере 0.5 т.о. нуклеотидных последовательностей ДНК, имеющих более 84% идентичности с повторами сеnН, могли бы действовать в cis- конфигурации, осуществляя сборку "молчащего" хроматина.
Сборка зависимого от Сlr4 "молчащего" хроматина происходит даже на соседних маркерных генах, когда центромерный внешний повтор (dg) или нуклеотидные последовательности mat2-mat3 (сеnН) вставляются в районы генома, где в норме сайленсинг не происходит ("эктопический" сайленсинг; рис. 6.5 ) ( Ayoub et al., 2000 ; Partridge et al., 2002 ; Volpe et al., 2003 ). Простое объяснение могло бы заключаться в том, что связывающиеся с ДНК белки узнают эти повторы и, когда связываются, эти белки рекрутируют HDACs и НКМТ Сlr4, результатом чего является метилирование НЗК9 , связывание хромодоменных белков и формирование гетерохроматина. Однако ситуация на самом деле еще более сложная. Теперь известно, что центромерные внешние повторы транскрибируются. Замечательно, что эта транскрипция приводит к образованию двухнитчатой РНК (dsRNA) - субстрата для RNAi -машинерии, - а она затем рекрутирует Сlr4 НКМТ для включения сборки "молчащего" хроматина ( Volpe et al., 2002 ; Sadaie et al., 2004 ). RNAi также действует на родственные повторы сеnН, обнаруживаемые в районе mat2-mat3 и в повторах TAS в теломерах ( Cam et al., 2005 ; Kanoh et al., 2005 ).
Однако картина еще более усложняется тем обстоятельством, что в mat2-mat3 RNAi действует, устанавливая "молчащий" хроматин, в то время как связывающиеся с ДНК белки Arf1 и Pcr1 связываются вблиз сеnН и поддерживают "молчащий" хроматин над mat2-mat3 даже в отсутствие ключевых компонентов RNAi ( Jia et al., 2004 ; Kim et al., 2004 ). Аналогично этому, перекрывающиеся механизмы сайленсинга действуют и в теломерах; терминальные повторы без посторонней помощи могут рекрутировать Сlr4 НКМТ и, таким образом, Swi6 через связывающийся с теломерными повторами белок Taz1, но RNAi действует также через сеnН- часть элементов TAS, формируя расширенный район "молчащего" хроматина в теломерах ( Nimmo et al., 1994 ; Allshire et al., 1995 ; Kanoh et al., 2005 ). Существует ли сравнимый перекрывающийся механизм для поддержания "молчащего" хроматина в центромерах? Хотя в клетках, лишенных RNAi, сайленсинг репортерных генов внешних повторов и самих транскриптов центромерных внешних повторов является дефектным, НЗК9me2 сохраняется на хроматине внешних повторов в отсутствие компонентов RNAi ( Sadaie et al., 2004 ). Какие факторы отвечают за поддержание этого метилирования? Одна возможность заключается в том, что белки, родственные CENP-B ( Abp1 , Cbh1 , Cbh2 ), содержащие консервативный связывающийся с ДНК домен, связываются с ДНК центромерных повторов и являются необходимыми для эффективного формирования "молчащего" хроматина ( Irelan et al., 2001 ; Nakagawa et al., 2002 ). Другие наблюдения показывают, что HDAC Clr4 также действует независимо от RNAi, поддерживая целостность гетерохроматина ( Yamada et al., 2005 ).
