Ацетилирование гистонов в эухроматине у S. cerevisiae
Ацетилирование гистонов в эухроматине ограничивает распространение SIR-комплексов.
Поскольку деацетилирование гистона Н4 по 16-му остатку лизина белком Sir2 критично для формирования гетерохроматина, не удивительно, что модификация этого сайта также играет ключевую роль в ограничении распространения гетерохроматина. Интересно, что из всех сайтов ацетилирования гистонов в моноацетилированных молекулах гистона Н4 в эухроматине модифицирован только Н4К16 ( Clarke et al., 1993 ). Одним из ферментов, участвующих в ацетилировании Н4К16 в субтеломерных областях, у дрожжей является Sas2 , член консервативного класса MYST гистоновых ацетилтрансфераз ( HATs - histone acetyltransferases). При делециях Sas2, предотвращающих ацетилирование Н4К16, и при мутациях Н4К16 в аргинин, имитирующих деацетилированное состояние, SIR-комплекс распространяется на нижних уровнях в правой теломере VI хромосомы примерно в пять раз дальше, чем в клетках дикого типа. Это показывает, что распространение субтеломерного гетерохроматина контролируется, как минимум отчасти, противоположными активностями Sir2 и Sas2 в отношении H4KI6 ( рис. 4.7 ) ( Kimura et al., 2002 ; Suka et al., 2002 ).
В области локусов НМ ограничение распространения "молчащего" хроматина, возможно, еще более важно, чем в теломерных участках, поскольку по ходу соответствующего плеча III хромосомы расположены существенные для роста гены, а сайленсеры имеют бидирекциональную активность, то есть репрессируют соседние последовательности ДНК с обеих сторон. Одной из границ, предотвращающих дальнейшее распространение сайленсинга, в направлении теломеры от локуса HMR служит ген тРНК ( Donze and Kamakaka, 2001 ). Его пограничная функция зависит от HAT активности и связана с его транскрипционным потенциалом. Существенно, что одной из таких HAT является Sas2, хотя и ацетилтрансфераза гистона НЗ, Gcn5 , также способствует пограничной функции генов тРНК. Это позволяет предположить, что активаторы транскрипции в целом могут ограничивать распространение SIR-комплексов, рекрутируя гистоновые ацетилтрансферазы. И действительно, пограничные активности были обнаружены у факторов транскрипции Reb1 и Tbf1 , фактора млекопитающих CTCF , а также кислого трансактивирующего домена вирусного фактора VP16 ( Fourel et al., 1999 , Fourel et al., 2001 ). Каждый из них способствует гиперацетилированию гистонов и тем самым препятствует распространению SIR-комплексов, ослабляя их связь с нуклеосомами ( рис. 4.7 ).
Наконец, было показано, что ограничению распространения "молчащих" доменов хроматина, помимо вышеописанного механизма, способствуют присутствие в эухроматине гистона H2A.Z и ассоциированного с РНК- полимеразой фактора Bdf1 ( Meneghini et al., 2003 ), метилирование гистона НЗ по 79-му остатку лизина ( van Leeuwen et al., 2002 ) и присоединение ДНК к ядерным порам ( Ishii et al., 2002 ). И хотя механизмы действия этих факторов неизвестны, интересно отметить, что некоторые активные гены ассоциированы с ядерными порами ( Ishii et al., 2002 ; Brickner and Walter, 2004 ). Итак, общей чертой пограничных факторов у дрожжей может быть сильная стимулирующая транскрипцию или ремоделирующая нуклеосомы активность, которая прямо или опосредовано нарушает взаимодействие гистонов с белками гетерохроматина.
