裂殖酵母轉錄共激活複合物SAGA促進異染色質形成的機制

《裂殖酵母轉錄共激活複合物SAGA促進異染色質形成的機制》是依託復旦大學，由余垚擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：裂殖酵母轉錄共激活複合物SAGA促進異染色質形成的機制
• 依託單位：復旦大學
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：余垚

項目摘要

異染色質高度凝聚，其區域內的基因處於沉默狀態。異染色質是維持基因組穩定性和調控發育時期基因差異表達的基礎。異染色質的形成依賴於異染色質形成因子和重複序列。SAGA是真核生物中保守的轉錄共激活複合物。我們前期研究中發現裂殖酵母SAGA亞基參與維持基因組穩定，SAGA亞基的突變破壞異染色質基因沉默,提示SAGA促進異染色質形成，但機制不明(BMC Genomics,2012,13:662;J Cell Sci,2014,127:4024)。本課題將通過構建雙突變體和功能回補，遺傳分析SAGA與異染色質形成通路之間的關係；利用RNA-seq等研究SAGA通過調控異染色質形成因子和重複序列的轉錄加工來促進異染色質形成的機制；利用TAP/LC-MS等鑑定SAGA通過直接結合異染色質形成因子來調控異染色質的機制。課題將揭示轉錄共激活複合物促進異染色質形成的新機制，為高等生物的異染色質研究提供重要線索。

結題摘要

異染色質高度凝聚，其區域內的基因處於沉默狀態。異染色質是維持基因組穩定性和調控發育時期基因差異表達的基礎。SAGA是真核生物中保守的轉錄共激活複合物。Sgf73是SAGA複合物的核心亞基。本項目發現Sgf73的缺失引起著絲粒異染色質區域基因沉默的缺陷、H3K9甲基化水平的下降和RNA聚合酶II水平的上升。Sgf73對基因沉默的調控不依賴SAGA的轉錄活性。Sgf73可以與RNAi的關鍵效應複合物RITS的亞基直接結合。Sgf73的缺失會導致RITS複合物不穩定，從而影響了異染色質的建立。本研究發現了第一個RITS的穩定因子，同時也揭示了SAGA複合物亞基促進異染色質形成的全新機制。SAGA複合物的酶學亞基Gcn5與Set3的雙突變引起了異染色質的嚴重缺陷。提示Set3可能也參與了異染色質的形成。Set3是轉錄複合物Set3C的核心亞基。set3+的單突變會造成異染色質的功能輕微受損。Set3調控異染色質的功能依賴於其PHD結構域，但與SET結構域和Set3C複合物的其他亞基無關。Set3不定位與著絲粒區域， 但定位於CLRC複合物核心亞基Clr4和Rik1的啟動子。CLRC複合物負責組蛋白H3K9的甲基化，該修飾是異染色質形成的基礎。Set3促進了Clr4和Rik1的轉錄和表達。過量表達Clr4或Rik1可以補償set3突變體的缺陷。本研究揭示了一條通過調控異染色質核心效應因子的轉錄水平來微調異染色質功能的新途徑。Epe1是維持異染色質邊界的重要因子，與Sgf73存在遺傳關係。本項目發現Epe1參與了對於細胞分解代謝的調控。在外界應急條件下，如低糖，高鹽，高氧化壓力，Epe1促進了AMPK的alpha亞基Ssp2的磷酸化，進而激活了AMPK通路。本研究發現了Epe1在異染色質調控功能以外的新功能，揭示了異染色質調控因子的功能的多樣性。