DuEPublico 2

Dies ist unser neues Repositorium, derzeit für E-Dissertationen und ausgewählte weitere Publikationen. Weitere Informationen...

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

Heise, Franziska

The MYST HAT Sas2 is part of the SAS-I complex, which includes the subunits Sas4 and Sas5 and acetylates histone H4 lysine 16 (H4 K16Ac). This Sas2-mediated H4 K16Ac blocks the propagation of heterochromatin at the telomeres of Saccharomyces cerevisiae and is further involved in silencing at the HM loci and the rDNA locus. In this study, we investigated Sas2 mediated H4 K16Ac on a genome-wide scale, by using chromatin immunoprecipitations combined with high resolution tiling arrays. Because Sas2 interacts with the chromatin assembly factors CAF-I and Asf1, we furthermore investigated the dependence of the Sas2-mediated H4 K16Ac on these factors and found a partial influence of CAF-I and Asf1 on H4 K16Ac. Globally, H4 K16Ac was reduced in the absence of Sas2. Interestingly, H4 K16Ac loss in sas2∆ cells outside of the telomeric regions showed a distinctive pattern in that there was a pronounced decrease of H4 K16Ac within the majority of open reading frames (ORFs), but little change in intergenic regions. Significantly, high Sas2-dependent H4 K16Ac correlated with low histone H3 exchange and low H3 K56 acetylation, indicating that this modification was placed on chromatin independently of histone exchange. Consistent with this notion we found evidence that Sas2 mediated H4 K16 acetylation coupled to the S-Phase of the cell cycle. In agreement with the effect of Sas2 within ORFs, sas2∆ caused resistance to 6-azauracil, and RNA polymerase II (PolII) occupancy in the 3’ region of genes was increased in sas2∆ cells, suggesting a positive effect on transcription elongation in the absence of H4 K16Ac. Additionally, we observed a slight accumulation of transcripts at the 3’ end of the majority of genes in sas2∆ cells. This effect for several reasons was distinct from short transcripts that are caused by cryptic transcription initiation. Nonetheless, this finding completed our picture of the positive impact of sas2∆ on PolII-dependent transcription. In summary, our data suggest that Sas2 dependent H4 K16Ac is distributed globally and deposited into chromatin independently of transcription and histone exchange but coupled to DNA replication, and that it has an inhibitory effect on the ability of PolII to travel through the body of the gene.

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.

Share and cite

Citation style:

Heise, Franziska: Genome-wide control of H4 K16 acetylation by the SAS-I complex in Saccharomyces cerevisiae. 2011.

Rights

Use and reproduction:
All rights reserved

Export