遺伝学的には、ヒトのゲノムワイドなヒストンターンオーバープロファイリングのための光誘起性のある菌株である

A Light-Inducible Strain for Genome-Wide Histone Turnover Profiling in .

• William K Storck
• Sabrina Z Abdulla
• Michael R Rountree
• Vincent T Bicocca
• Eric U Selker

抄録

クロマチン中のヌクレオソームは、約146bpのDNAがヒストン八量体に巻きついた構造をしており、リモデリングや交換を行う動的な構造をしています。遺伝学的には、クロマチンドメインの分離、クロマチンドメインの分離、ヒストンマークの希釈など、様々なプロセスに関与しています。このように、クロマチン環境が異なると、ヒストンは異なる速度でターンオーバーする可能性があり、その結果、機能的な結果が得られる可能性がある。我々は、急速に誘導可能なプロモーターの制御下で3xFLAGタグ付きヒストンH3上でヒストン交換をプロファイルするための単純な光誘導系を構築しました。青色光で誘導した後、クロマチンへのタグ付きH3の組み込みは20分以内に発生した。ヒストンターンオーバーの以前の研究では、かなり長いインキュベーション期間を含み、誘導のための培地の潜在的に破壊的な変化に依存していた。我々は、このレポーターを用いて、遺伝子における複製に依存しないヒストンターンオーバーを探索し、異なるヘテロクロマチン変異株におけるヘテロクロマチンドメインにおけるヒストンターンオーバーの変化を調べた。エクロマチンにおいて、H3-3xFLAGのパターンは、試験したすべての変異体背景において、野生型で観察されたパターンとほとんど区別がつかなかったことから、ヘテロクロマチンの機械の損失は、エクロマチンにおけるヒストンターンオーバーにほとんど影響を与えないことが示唆された。しかし、ヘテロクロマチンドメインでのターンオーバーは、ヒストンH3またはHP1のリジン9のトリメチル化を失うと増加したが、DNAメチル化には依存しなかった。我々のレポーター株は、複数のクロマチンコンテキストでのヒストン交換を評価するためのシンプルかつ強力なツールを提供します。

In chromatin, nucleosomes are composed of ∼146 bp of DNA wrapped around a histone octamer, and are highly dynamic structures subject to remodeling and exchange. Histone turnover has previously been implicated in various processes including the regulation of chromatin accessibility, segregation of chromatin domains, and dilution of histone marks. Histones in different chromatin environments may turnover at different rates, possibly with functional consequences. sports a chromatin environment that is more similar to that of higher eukaryotes than yeasts, which have been utilized in the past to explore histone exchange. We constructed a simple light-inducible system to profile histone exchange in on a 3xFLAG-tagged histone H3 under the control of the rapidly inducible promoter. After induction with blue light, incorporation of tagged H3 into chromatin occurred within 20 min. Previous studies of histone turnover involved considerably longer incubation periods and relied on a potentially disruptive change of medium for induction. We used this reporter to explore replication-independent histone turnover at genes and examine changes in histone turnover at heterochromatin domains in different heterochromatin mutant strains. In euchromatin, H3-3xFLAG patterns were almost indistinguishable from that observed in wild-type in all mutant backgrounds tested, suggesting that loss of heterochromatin machinery has little effect on histone turnover in euchromatin. However, turnover at heterochromatin domains increased with loss of trimethylation of lysine 9 of histone H3 or HP1, but did not depend on DNA methylation. Our reporter strain provides a simple yet powerful tool to assess histone exchange across multiple chromatin contexts.

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