Эпигенетика: читать книгу онлайн полностью и бесплатно

Рис. 10.8. Модели участия ремоделинга хроматина и обмена гистонов в процессах транскрипции

^{В модели 1 семейство АТФаз Swi/Snf связывается с хроматином посредством узнавания ацетилированных гистонов с помощью бромодомена и действует таким образом, чтобы изменить локальную структуру хроматина. Модель 2 изображает замещение октамера [the reported octamer eviction], происходящее в некоторых локусах, таких как РН05, с помощью неизвестного механизма. В модели 3 АТФаза SWR1 катализирует замещение гистона Н2А вариантом H2AZ. который подготавливает хроматин к транскрипции. В модели 4 делается акцент на участии FACT в транскрипционной элонгации, что способствует развертыванию [unraveling] за счет смещения димера Н2А/Н2В. Это может сопровождаться обменом гистона H3 на H3.З в ходе этого процесса}

8. Заключительные замечания

Мы прошли долгий путь в эту «современную эпоху» модификаций гистонов, охватывающую последние 10 лет. В это время были охарактеризованы шесть разных типов путей модификации гистонов и идентифицированы многочисленные сайты модификаций. Тем не менее очевидно, что это все еще лишь начало нашего понимания проблемы. В механистическом плане нам известно, что модификации влияют на связывание белков, но мы все еще не знаем, как именно эти белки приводят к реорганизации структуры хроматина. Мы все еще не знаем, существует ли код или же модификации являются просто частью сигнального пути. Кроме того, у нас недостает знаний о многих клеточных процессах помимо транскрипции, в которых могут участвовать модификации. Таким образом, говоря коротко, мы узнали о сложности этой системы, но мы все еще далеки от понимания смысла этой сложности. Одно можно сказать наверняка: усилия оправданны, ибо модификации гистонов играют фундаментальную роль и в нормальных процессах, и в процессах, связанных с заболеваниями.

Литература

Ahmad K. and HenikoffS., 2002. The histone variant H3.3 marks active chromatin by replication-independent nucleosome assembly. Mot Cell 9: 1191-1200.

An W., Kim J., and Roeder R.G., 2004. Ordered cooperative functions of PRMT1, p300, and CARM1 in transcriptional activation by p53. Cell 117: 735-748.

Baek S.H. and Rosenfeld M.G., 2004. Nuclear receptor coregulators: Their modification codes and regulatory mechanism by translocation. Biochem. Biophys. Res. Commun. 319: 707-714.

Bannister A.J., Schneider R., and Kouzarides T., 2002. Histone modification: Dynamic or static? Cell 109: 801-806.

Bannister A.J., Zegerman R, Partridge J.F., Miska E.A., Thomas J.O., Allshire R.C., and Kouzarides T., 2001. Selective recognition of methylated lysine 9 on histone H3 by the HP1 chromo domain. Nature 410: 120-124.

Bauer U.M., Daujat S., Nielsen S.J., Nightingale K., and Kouzarides T., 2002. Methylation at arginine 17 of histone H3 is linked to gene activation. EMBO Rep. 3: 39-44.

Belotserkovskaya R., Oh S., Bondarenko V.A., Orphanides G., Studitsky V.M., and Reinberg D., 2003. FACT facilitates transcription-dependent nucleosome alteration. Science 301: 1090-1093.

Boeger H., Griesenbeck J., Strattan J.S., and Komberg R.D., 2003. Nucleosomes unfold completely at a transcriptionally active promoter. Mol. Cell 11: 1587-1598.

Braunstein M., Rose A.B., Holmes S.G., Allis C.D., and Broach J.R. 1993. Transcriptional silencing in yeast is associated with reduced nucleosome acetylation. Genes Dev. 1: 592-604.

Briggs S.D., XiaoT., SunZ.W., Caldwell J.A., Shabanowitz J., Hunt D.F., Allis C.D., and Strahl B.D., 2002. Gene silencing: Trans-histone regulatory pathway in chromatin. Nature 418: 498.

Brownell J.E., Zhou J., RanalliT., Kobayashi R., Edmondson D.G., Roth S.Y., and Allis C.D. 1996. Tetrahymena histone acetyltrans-ferase A: A homolog to yeast Gcn5p linking histone acetylation to gene activation. Cell 84: 843-851.

Carrozza M.J., Li B., Florens L., Suganuma T., Swanson S.K., Lee K.K., Shia W.J., Anderson S., Yates J., Washburn M.P., and Workman J.L., 2005. Histone H3 methylation by Set2 directs deacetylation of coding regions by Rpd3S to suppress spurious intragenic transcription. Cell 123: 581-592.

Chen D., Ma H., Hong H., Koh S.S.. Huang S.M., Schurter B.T., Aswad D.W, and Stallcup M.R. 1999. Regulation of transcription by a protein methyltransferase. Science 284: 2174-2177.

Chen Z., Zang J., Whetstine J., HongX., Davrazou F, Kutateladze T.G., Simpson M., Mao Q., Pan C.H., Dai S., et al., 2006. Structural insights into histone demethylation by JM JD2 family members. Cell 125: 691-702.

Cheung P., Tanner K.G., Cheung W.L., Sassone-Corsi P., Denu J.M., and Allis CD., 2000. Synergistic coupling of histone H3 phosphorylation and acetylation in response to epidermal growth factor stimulation. Mol. Cell 5: 905-915.

Clark-Adams C.D., Norris D., Osley M.A., Fassler J.S., and Winston F. 1988. Changes in histone gene dosage alter transcription in yeast. Genes Dev. 2: 150-159.

Clements A., Poux A.N., Lo W.S., Pillus L., Berger S.L., and Mar-morstein R., 2003. Structural basis for histone and phosphohis-tone binding by the GCN5 histone acetyltransferase. Mol. Cell 12: 461-473.

Cloos PA., Christensen J.. Agger K., Maiolica A., Rappsilber J., Antal T., Hansen K.H., and Helin K., 2006. The putative oncogene GASC1 demethylates tri- and dimethylated lysine 9 on histone H3. Nature 442: 307-311.

Cuthbert G.L., Daujat S., Snowden A.W., Erdjument-Bromage H., Hagiwara T., Yamada M., Schneider R., Gregory P.D., Tempst P., Bannister A.J., and Kouzarides T., 2004. Histone deimination antagonizes arginine methylation. Cell 118: 545-553

Daniel J.A., Torok M.S., Sun Z.W., Schieltz D., Allis C.D., Yates J.R., III, and Grant PA., 2004. Deubiquitination of histone H2B by a yeast acetyltransferase complex regulates transcription. J. Biol. Chem. 279: 1867-1871.

Daujat S., Bauer U.M., Shah V., Turner B., Berger S., and Kouzarides T., 2002. Crosstalk between CARM1 methylation and CBP acetylation on histone H3. Curr. Biol. 12: 2090-2097.

Dhalluin C., Carlson J.E., Zeng L., He C, Aggarwal A.K., and Zhou M.M. 1999. Structure and ligand of a histone acetyltransferase bromodomain. Nature 399: 491-496.

Dou Y. and Gorovsky M.A., 2002. Regulation of transcription by H1 phosphorylation in Tetrahymena is position independent and requires clustered sites. Proc. Natl. Acad. Sci. 99: 6142-6146.

Dover J., Schneider J., Tawiah-Boateng M.A., Wood A., Dean K, Johnston M., and Shilatifard A., 2002. Methylation ofhistone H3 by COMPASS requires ubiquitination ofhistone H2B by Rad6 J. Biol. Chem. 277: 28368-28371.