Genome-wide control of H4 K16 acetylation by the SAS-I complex in Saccharomyces cerevisiae

Duisburg, Essen (2011), 112 Bl.
Dissertation / Fach: Biologie
Fakultät für Biologie » Genetik
Ehrenhofer-Murray, Ann (Doktorvater, Betreuerin)
Horsthemke, Bernhard (GutachterIn)
Duisburg, Essen, Univ., Diss., 2011
Abstract:
Die Histonacetyltransferase (HAT) Sas2 in Saccharomyces cerevisiae gehört zur Familie der MYST HATs und bildet mit den Untereinheiten Sas4 und Sas5 den SAS-I Komplex, der Histon H4 an Lysin 16 (H4 K16Ac) acetyliert. Diese Sas2-vermittelte H4 K16Ac verhindert eine Ausbreitung des telomerischen Heterochromatins in euchromatische Bereiche und ist weiterhin an der transkriptionellen Stilllegung der HM Loci und des rDNA Locus beteiligt. In der vorliegenden Arbeit wurde die Sas2-vermittelte H4 K16Ac auf genomweiter Ebene unter Anwendung von Chromatinimmunpräzipitation (ChIP) in Kombination mit hoch auflösenden genomischen Tiling Arrays untersucht. Da Sas2 mit den Chromatin-Assemblierungsfaktoren CAF-I und Asf1 interagiert, wurde weiterhin die Abhängigkeit der Sas2-vermittelten H4 K16Ac von diesen Faktoren untersucht. Dabei wurde ein partieller Einfluss von CAF-I und Asf1 auf die Sas2-vermittelte H4 K16Ac festgestellt. In Abwesenheit von Sas2 war die H4 K16Ac auf globaler Ebene reduziert. Interessanterweise verursachte der Verlust der H4 K16Ac in sas2∆ Zellen ein charakteristisches Muster außerhalb der telomerischen Region. H4 K16Ac war an der Mehrzahl der offenen Leseraster (ORFs) stark reduziert, während die H4 K16Ac in intergenischen Regionen kaum Veränderungen aufwies. Bezeichnenderweise korrelierte die Sas2-abhängige H4 K16Ac mit einem geringen Histon H3 Austausch und einem geringen Maß an H3 K56 Acetylierung. Dies deutete darauf hin, dass H4 K16Ac unabhängig von transkriptionsgekoppeltem Histonaustausch im Chromatin platziert wurde. Dementsprechend wurden in dieser Arbeit Hinweise gefunden, dass die Sas2 vermittelte H4 K16Ac im Zellzyklus gekoppelt an die S Phase eingeführt wird. In Übereinstimmung mit dem Effekt von Sas2 innerhalb von ORFs wurde weiterhin festgestellt, dass eine Deletion von SAS2 zur Resistenz gegenüber 6 Azauracil führte sowie die Konzentration der RNA Polymerase II (PolII) an den 3’ Regionen der Gene erhöhte. Diese Resultate ließen auf einen positiven Effekt der fehlenden H4 K16Ac auf die Elongationphase der Transkription schließen. Zusätzlich dazu wurde eine geringfügige Akkumulation von Transkripten an den 3’-Enden in der Mehrzahl der Gene in sas2∆ Zellen beobachtet. Zusammenfassend lassen die Resultate dieser Arbeit darauf schließen, dass die Sas2-abhängige H4 K16Ac global im Genom von S. cerevisiae positioniert wird, unabhängig von Transkription und Histonaustausch in das Chromatin eingebaut wird und daher vor allem in schwach transkribierten ORFs verbleibt. Es wurde gezeigt, dass die Acetylierung von H4 K16 gekoppelt an die DNA-Replikation erfolgt und dass die Sas2-vermittelte H4 K16Ac die Fähigkeit der PolII, ein Gen zu transkribieren, inhibiert.

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