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Spurlose Synthese von asymmetrisch modifizierten, bivalenten Nukleosomen
Author(s) -
Lechner Carolin C.,
Agashe Ninad D.,
Fierz Beat
Publication year - 2016
Publication title -
angewandte chemie
Language(s) - German
Resource type - Journals
eISSN - 1521-3757
pISSN - 0044-8249
DOI - 10.1002/ange.201510996
Subject(s) - prc2 , microbiology and biotechnology , chemistry , h3k4me3 , histone , histone h3 , biology , biochemistry , dna , promoter , gene expression , gene
Kombinationen verschiedener posttranslationaler Modifikationen (PTMs) von Histon‐Proteinen haben einen direkten Einfluss auf die epigenetische Genregulation. Obwohl Histone paarweise in Nukleosomen vorliegen, sind die individuellen Histonvarianten nicht zwangsläufig gleich modifiziert, sondern weisen oftmals unterschiedliche PTMs auf (sie sind “asymmetrisch”). Insbesondere in embryonalen Stammzellen (ESCs) existiert eine “bivalente” Chromatinsignatur, gekennzeichnet durch die Koexistenz von H3, entweder trimethyliert an Lysin 4 (H3K4me3) oder 27 (H3K27me3) im gleichen Nukleosom. Wir beschreiben hier ein generell anwendbares und modulares Verfahren zur Herstellung von asymmetrisch modifizierten Nukleosomen. Mittels dieser Methode können wir darlegen, dass die H3K27‐spezifische Lysin‐Methyltransferase (KMT) Polycomb Repressive Complex 2 (PRC2) in bivalenten Nukleosomen durch H3K4me3 inhibiert wird, allerdings nur solange sich die PTM auf demselben H3‐Molekül befindet. Im Gegensatz dazu stimuliert die Anwesenheit von H3K27me3 die Aktivität von PRC2 über das gesamte Nukleosom, und hebt den hemmenden Effekt von H3K4me3 auf. Um in ESCs eine bivalente Chromatinsignatur zu erhalten, muss folglich die Aktivität von PRC2 entweder lokal eingeschränkt oder gar aktiv rückgängig gemacht werden.