指导植物RNA聚合酶II转录的‘GPS’
组蛋白翻译后的修饰,通过调节转录过程中RNA聚合酶II的动态变化,塑造了基因的表达图谱。转录分为转录起始、延伸和终止等阶段,在植物中能够标识特定转录阶段的组蛋白修饰仍旧比较模糊。通过CHIP-seq技术,能够得到全基因组上组蛋白修饰的分布;并且发现了一些能够指导RNAII转录的基因组位置信号(GPS)。同时阐明了一些组蛋白修饰因子(readers、weiters、erasers),在基因表达和生物学上的作用。在不同的转录阶段,RNAPII有着不同的功能,这可能与组蛋白修饰存在一定的关联。
组蛋白作为基因转录的坐标
基因的表达依赖于转录过程中RNA聚合酶II的不同功能,根据功能的不同将转录分成了3个阶段:1.转录起始、2.延伸、3.终止。那么问题来了,RNA聚合酶II是如何识别基因不同的位置信号来执行不同的功能的呢?
在真核生物中,基因组被组装在核小体内,而核小体又由组蛋白八聚体组成(H2A、H2B、H3、H4);组蛋白的N端氨基酸通常会经过多种的翻译后修饰(PTMs),其中就包括甲基化、乙酰化、泛素化,这些组蛋白修饰把染色质结构和基因表达联系起来。
组蛋白修饰通常由3种酶进行催化:
- ‘reader’ enzymes 识别需要修饰的位点
- ‘writer’ enzymes 添加对应的修饰
- ‘eraser’ enzymes 去除对应的修饰
通过这3种酶的作用,实现基因组上的组蛋白修饰。
通过ChIP-seq、CUT&RUN-seq或者是CUT&Tag-seq能够揭示全基因组范围的组蛋白修饰;但是这里存在一个争论:组蛋白修饰能够指导RNAPII的转录,但反过来RNAPII的活动也能够塑造染色质的 landscape;或者这两者之间存在着反馈调节作用。