Die MYST-HAT Sas2 in Saccharomyces cerevisiae acetyliert Histon H4 an Lysin 16 (H4 K16Ac), was die Heterochromatinausbreitung an Telomeren begrenzt. Sas2 interagiert mit den Histonchaperonen Asf1 und CAF-1. Da CAF-1 während der DNA-Replikation in der S-Phase aktiv ist, ergab sich die Hypothese, dass Sas2-katalysiertes H4 K16Ac genomweit während der S-Phase ins Chromatin eingebaut wird. Durch Aktivierung von Sas2 stieg die Menge von H4 K16Ac in der S-Phase, aber nicht in der G1-Phase, in Abhängigkeit von Asf1 und CAF-1 an. Dieses H4 K16Ac wurde jedoch nicht ins Chromatin eingebaut. Dies deutete auf die Existenz eines H4 K16Ac-Pools hin. Sas2-katalysiertes H4 K16Ac hat auch eine genomweite Funktion, da das H4 K16Ac-Niveau an ORFs in sas2D Zellen vermindert ist. Eine Hypothese ist, dass H4 K16Ac euchromatische Gene vor SIR-vermittelter transkriptioneller Stilllegung schützt. Entsprechend ist das H4 K16Ac-Niveau an schwach transkribierten Genen hoch und an stark transkribierten Genen niedrig. Wir konnten zeigen, dass sich H4 K16Ac an GAL-Genen während deren Repression anreichert. Dieser H4 K16Ac-Einbau ist abhängig vom Histonchaperon Spt6. In spt6-1004 Zellen war das H4 K16Ac-Niveau an stark sowie an schwach transkribierten Genen höher als im Wildtyp, während die H4-Menge an diesen Genen reduziert war. Dies weist auf einen indirekten Effekt von Spt6 hin, indem es das H4 K16Ac-Niveau durch den Einbau von K16-unacetyliertem H4 während der Transkription reguliert. Die Abwesenheit anderer Histonchaperone (Asf1, CAF-1, HIR, Rtt106) hatte keinen Einfluss auf den repressionsgekoppelten H4 K16Ac-Einbau. Weiterhin konnten wir zeigen, dass H4 K16Ac nicht notwendig ist, um die Bindung des SIR-Komplexes an euchromatischen Genen zu verhindern, da das verminderte H4 K16Ac-Niveau an ORFs in sas2D Zellen nicht auf Deacetylierung durch Sir2 zurückzuführen war. Daher verhindert Sas2-katalysiertes H4 K16Ac die SIR-Bindung nur an subtelomerischen Loci, jedoch nicht in genomweitem Maßstab. / In Saccharomyces cerevisiae, the MYST HAT Sas2 acetylates histone H4 lysine 16 (H4 K16Ac), which prevents the spreading of heterochromatin at telomeres. Sas2 interacts with the histone chaperones Asf1 and CAF-1, the latter of which is active during DNA replication in S-phase, suggesting a genome-wide incorporation of Sas2-mediated H4 K16Ac during S-phase. Upon activation of Sas2, H4 K16Ac on bulk histone H4 increased during S-phase, but not G1-phase, in an Asf1- and CAF-1-dependent manner. Unexpectedly, H4 K16Ac was not incorporated into chromatin during S-phase following its acetylation, which suggested the existence of a nuclear pool of H4 K16Ac. Moreover, Sas2-mediated H4 K16Ac is suggested to have a genome-wide function, since in sas2D cells, H4 K16Ac is decreased at ORFs. One hypothesis is that Sas2-mediated H4 K16Ac might protect euchromatic genes from being spuriously silenced by SIR proteins. Accordingly, H4 K16Ac is highly enriched at poorly transcribed genes, but not at highly expressed genes. In this study, we found that H4 K16Ac became enriched at GAL genes upon repression. Importantly, this H4 K16Ac incorporation required the histone chaperone Spt6. In spt6-1004 cells, H4 K16Ac levels were higher at highly and poorly transcribed genes compared to wild type, whereas H4 occupancy was lower than in wild type. The data suggested an indirect effect of Spt6 in that it regulates H4 K16Ac levels by the incorporation of K16-unacetylated histone H4 during transcription. In contrast, the absence of other histone chaperones (Asf1, CAF-1, HIR, Rtt106) had no effect on H4 K16Ac enrichment upon gene repression. Moreover, we could show that H4 K16Ac was not necessary to prevent the erroneous binding of the SIR complex in euchromatic regions. The decrease of H4 K16Ac at ORFs in sas2∆ cells was not caused by an activity of the HDAC Sir2. Thus, Sas2-mediated H4 K16Ac prevents the binding of the SIR complex only at subtelomeric loci, but not on a genome-wide scale.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:HUMBOLT/oai:edoc.hu-berlin.de:18452/17693 |
| Date | 09 October 2014 |
| Creators | Reiter, Christian |
| Contributors | Ehrenhofer-Murray, Ann, Schmitz-Linneweber, Christian, Sers, christine |
| Publisher | Humboldt-Universität zu Berlin, Lebenswissenschaftliche Fakultät |
| Source Sets | Humboldt University of Berlin |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | doctoralThesis, doc-type:doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Rights | Namensnennung - Keine kommerzielle Nutzung - Keine Bearbeitung, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/de/ |
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