Транскрипция центромерных повторов
Транскрипция центромерных повторов РНК-полимеразой II связывает RNAi с модификациями хроматина.
Показано, что RNAi и модификации гистонов необходимы для сборки центромерного гетерохроматина, который может распространяться на соседние вставленные репортерные гены (см. " РНК-интерференция направляет сборку "молчащего" хроматина ". Эти наблюдения поднимают такие очевидные вопросы, как вопрос о том, каким образом RNAi связана с ковалентной модификацией гистонов в формировании "молчащего" хроматина, и вопрос о том, как конкретные районы генома становятся мишенью для такой направляемой RNAi модификации хроматина и сайленсинга.
У многих организмов экспрессия специфических dsRNA, гомологичных рассматриваемому гену, приводит либо к транскрипционному (модификация ДНК хроматина) сайленсингу гена ( TGS ), либо к посттранскрипционному (деградация иРНК) сайленсингу гена ( PTGS ). Может ли любая dsRNA у дробянковых дрожжей процессироваться так, что образует siRNAs , и индуцируют ли такие siRNAs только посттранскрипционный сайленсинг (РНК-нокдаун) или же они могут осуществлять также и модификации хроматина (например, НЗК9me2 ), которые сайленсируют транскрипцию с гомологичного гена? Экспрессия dsRNAs, гомологичных репортеру GFP , продуцирует siRNAs, которые вызывают редукцию транскриптов GFP, но транскрипционная активность репортерного гена GFP не снижается.
Таким образом, хотя GFP-siRNAs понижают уровни иРНК GFP, они не способны осуществлять модификации хроматина, которые приводят к транскрипционному сайленсингу. Эти GFP-siRNAs должны, следовательно, действовать лишь посттранскрипционно, разрушая иРНК GFP ( Sigova et al., 2004 ). Неясно, почему GFP-siRNAs не индуцируют модификацию хроматина на гомологичном гене, но это может быть связано с природой синтезирующегося транскрипта или с силой промотора RNA pol II, приводящей в действие экспрессию GFP.
Какая РНК-полимераза отвечает за транскрипцию центромерных повторов? Мутация любой из двух субъединиц RNA pol II ( Rpb2 и Rpb7 ) приводит к дефектному сайленсингу центромер ( Djupedal et al., 2005 ; Kato et al., 2005 ), хотя эти мутации демонстрируют очень разные фенотипы. У мутанта rpb7-1 обнаруживаются пониженные уровни транскрипции центромерных повторов, что приводит к меньшему образованию ncRNA и, следовательно, меньшему образованию siRNA и утрате "молчащего" хроматина. Это означает, что RNA pol II необходима для транскрипции центромерных повторов, чтобы обеспечить первичный субстрат для RNAi. Напротив, у мутанта rpb2-m203 центромерные транскрипты образуются, но они не процессируются в siRNA, и содержание НЗК9mе в центромерах уменьшается. Эти исследования показывают не только то, что для RNAi требуется транскрипт RNA pol II, но и что, подобно другим событиям процессинга РНК, образование центромерной siRNA может быть сопряжено с транскрипцией через взаимодействия между машинерией RNAi, хроматином, модифицирующими ферментами и RNA pol II ( рис. 6.6 ). Возможно, что ассоциированные с RITS siRNAs могут "наводиться" на синтезируемые транскрипты по мере того, как они появляются из RNA pol II, занятой гомологичным локусом. Коль скоро происходит узнавание, комплекс RITS- siRNA мог бы стабилизироваться на этих транскриптах, результатом чего могло бы стать рекрутирование таких модифицирующих хроматин активностей, как Сlr4 . Удивительно, что центромерные siRNAs также исчезают в клетках, лишенных активности НКМТ Clr4 ( Noma et al., 2004 ; Hong et al., 2005 ). Возможно, что отсутствие Clr4 влияет на продукцию siRNA путем дестабилизации связей между различными компонентами в интерфейсе между транскрипцией, RNAi и модификацией хроматина ( Motamedi et al., 2004 ). Альтернативная возможность сводится к тому, что метилирование НЗК9 может быть необходимо для того, чтобы сделать возможным генерацию siRNAs в cis-конфигурации посредством действия различных активностей, осуществляющих процессинг РНК (например, RdRP ), на первичные центромерные транскрипты ( рис. 6.6 ) ( Noma et al., 2004 ; Sugiyama et al., 2005 ; глава " RNAi и сборка гетерохроматина ").
