Взаимодействие теломер in trans у S. cerevisiae
Взаимодействие теломер in trans и перинуклеарное прикрепление гетерохроматина .
Одной из наиболее консервативных черт гетерохроматина является его локализация в дискретных ядерных субкомпартментах. Это верно и для почкующихся дрожжей, у которых теломеры во время интерфазы образуют кластеры и остаются тесно ассоциированными с ядерной периферией. Такие кластеры были впервые обнаружены методом иммунно-окрашивания как фокусы локализации белков Rap1 и SIR на фоне их диффузного распределения по всему ядру ( рис. 4.9 ). Подавление сайленсинга мутациями по остатку Н4К.16 или нарушениями в активности белков Rap1 и yKu сопровождается диспергированием белков SIR из этих кластеров ( Hecht et al., 1995 ; Laroche et al., 1998 ). Позже было показано, что с ядерной оболочкой связаны не только теломеры, но и локусы HML и HMR . Эта связь осуществляется несколькими дублирующими друг друга механизмами, зависящими либо от ассоциированного с теломерой фактора уКu, либо от формирования "молчащего" хроматина как такового ( Hediger et al., 2002 ). В "молчащем" хроматине функция прикрепления к ядерной оболочке приписывается субдомену белка Sir4 , который связывается с белком ядерной оболочки Esc1 (enhances silent chromatin 1; Taddei et al., 2004 ). Взаимодействия Sir4-Esc1 прикрепляют SlR- репрессированные домены хроматина к участкам ядерной оболочки, отличным от ядерных пор. Даже в отсутствии прикрепления с помощью уКu- механизма ассоциация теломер с ядерной мембраной может поддерживаться посредством комплекса Sir4-Esc1 до тех пор, пока сохраняется сама репрессия. Более того, участки репрессированного хроматина, отделившиеся от теломер в результате рекомбинации, сохраняют SIR-зависимую ассоциацию с ядерной оболочкой ( Gartenberg et al., 2004 ).
Исходно прикрепление теломер к ядерной оболочке, вероятно, происходит посредством уКu-зависимого пути, поскольку он работает даже в отсутствии сайленсинга. Благодаря этому прикреплению и взаимодействию между теломерами in trans происходит формирование ядерного субкомпартмента, который в свою очередь связывает SIR-белки ( рис. 4.10 ). Этот компартмент имеет ключевое значение для образования градиента сайленсинга в области теломер. Даже фланкированные сайленсерами конструкты локуса НМ более эффективно репрессируются, когда интегрируются вблизи теломер ( Thompson et al., 1994 ; Maillet et al., 1996 ) или когда они искусственно прикрепляются к ядерной оболочке трансмембранным фактором ( Andrulis et al., 1998 ). Существенно, что способность усиливать репрессию за счет близости к теломерам утрачивается, когда Sir3 и Sir4 перестают захватываться кластерами или суперэкспрессируются ( Maillet et al., 1996 ; Marcand et al., 1996 ). Это показывает, что градиент концентрации SIR-белков является той самой характеристикой теломерных кластеров, которая важна для усиления репрессии. Наконец, предполагается, что захват репрессоров общего назначения, присутствующих в лимитирующих концентрациях, помогает клетке обеспечить эпигенетическое наследование молчащего состояния, как показано на рис. 4.10 .
Вкратце, предложенная модель предполагает, что сборке вновь реплицированной ДНК в гетерохроматиновую структуру способствует ее локализация в субкомпартменте, обогащенном факторами сайленсинга.
