Lamin B1 overexpression alters chromatin organization and gene expression

doi:10.1080/19491034.2023.2202548

.2023年12月；14(1):2202548.

doi:10.1080/19491034.2023.2202548。

拉明B1过度表达改变染色质组织和基因表达

金城捷娜·M¹, 朱利安娜·卡皮塔尼奥^1 2, 马丁·海策^1 三

附属公司

¹美国加利福尼亚州拉霍亚市索尔克生物研究所分子和细胞生物学实验室。
²Paul F.Glenn衰老生物学研究中心，索尔克生物研究所，美国加利福尼亚州拉霍亚。
^三奥地利科洛斯特内堡奥地利科学技术研究所。

PMID： 37071033
PMCID公司：项目编号10114975
内政部： 10.1080/19491034.2023.2202548

层粘连蛋白B1过度表达改变染色质组织和基因表达

金城捷娜·M等。核. 2023年12月.

.2023年12月；14(1):2202548.

doi:10.1080/19491034.2023.2202548。

作者

金城捷娜·M¹, 朱利安娜·卡皮塔尼奥^1 2, 马丁·海策^1 三

附属公司

¹美国加利福尼亚州拉霍亚市索尔克生物研究所分子和细胞生物学实验室。
²美国加利福尼亚州拉霍亚市索尔克生物研究所保罗·F·格伦衰老生物学研究中心。
^三奥地利科洛斯特内堡奥地利科学技术研究所。

PMID： 37071033
PMCID公司：项目编号10114975
内政部： 10.1080/19491034.2023.2202548

摘要

外周异染色质定位依赖于核膜相关蛋白和抑制性组蛋白修饰。在这里，我们发现拉明B1（LmnB1）的过度表达（OE）导致外周异染色质重新分布到核质内的异染色斑。这些变化代表着通过一种独立于改变其他异染色质锚定或组蛋白翻译后修饰的机制，对核外周（NP）异染色素结合的扰动。我们进一步表明，LmnB1 OE改变基因表达。这些变化与H3K9me3的不同水平无关，但在LmnB1 OE中，大量被错误调控的基因可能位于NP之外。我们还观察到上调基因的发育过程丰富~74%的这些基因在我们的细胞类型中通常被抑制，这表明LmnB1 OE促进了基因的去抑制。这表明了LmnB1 OE对细胞命运的更广泛影响，并强调了维持适当水平LmnB1的重要性。

关键词：染色质组织；基因表达；异染色质；核膜；核纹层。

PubMed免责声明

利益冲突声明

提交人没有报告潜在的利益冲突。

数字

**图1。**
层粘连蛋白B1过度表达改变了核膜异染色质的定位。（a）用强力霉素处理24小时并用H3K9me3标记的RPE1稳定细胞系的典型共焦图像。图中显示了穿过原子核中心的单个z切片。右侧的曲线图显示了mCherry和LmnB1稳定细胞系图像中白色虚线上DNA（Hoechst）和H3K9me3之间的荧光信号重叠。在过度表达LmnB1的细胞中，70/70个细胞核在H3K9me3和DNA病灶之间显示共定位。（b）用强力霉素处理24小时的RPE1稳定细胞系的典型透射电镜图像。箭头表示核膜内有异染色质。虚线表示所采取的示例测量。在总长度为11µm的范围内，每隔100 nm测量一次异染色质垂直于内核膜的最大高度，并在右侧绘制。误差线表示平均值±标准偏差。统计显著性的Mann-Whitney检验：****第页 < 0.0001. C=细胞质；N个 = 核心。

**图2。**
拉明B1过度表达诱导DNA病灶与HP1α共定位，但不与H3K9me2或H3K27me3共定位。用强力霉素处理24小时并用（a）HP1α、（b）H3K9me2和（c）H3K27me3标记的RPE1稳定细胞系的典型共焦图像。图中显示了穿过原子核中心的单个z切片。右侧的曲线图显示了mCherry和LmnB1稳定细胞系图像中白色虚线上DNA（Hoechst）和HP1α、H3K9me2或H3K27me3之间的荧光信号重叠。在过度表达LmnB1的细胞中，诱导的DNA病灶在42/49个细胞核中与HP1α共定位，但在>50个细胞核中未与H3K9me2或H3K27me3共定位。

**图3。**
层粘连蛋白B1过度表达导致染色质组织的改变并不依赖于有丝分裂。如顶部示意图所示，RPE1稳定细胞系用蚜虫灵捕获，然后用强力霉素和EdU孵育。每个OE构建的两个克隆细胞系显示了H3K9me3定位和EdU掺入的典型共焦图像。图中显示了穿过原子核中心的单个z切片。底部的曲线图显示了mCherry和LmnB1稳定细胞系图像中白色虚线上DNA（Hoechst）和H3K9me3之间的荧光信号重叠。该分数表示核内DNA病灶的细胞数量占所分析细胞总数的比例。此外，在具有核内DNA病灶（40个核和72个核）的过度表达LmnB1的细胞中，所有细胞均与H3K9me3共定位。

**图4。**
Lamin B1过度表达诱导染色质组织的改变并不依赖于H3K9me3水平的改变或沉积。（a）用强力霉素处理RPE1稳定细胞系24小时，并制备用于H3K9me2、H3K9 me3和HP1α水平的western blot分析。印迹包括每个OE构建的两个克隆细胞系。（b）通过Cut&Run测序确定H3K9me3沉积的代表性基因组轨迹。图中显示了人类16号染色体（hg38）上的25 Mb区域（57.1–82.1 Mb）。

**图5。**
拉明B1过表达改变基因表达。（a）用强力霉素处理24小时的RPE1稳定细胞系中下调、上调和去表达基因的mRNA计数（标准化）。绘制平均+95%置信区间。统计显著性的Mann-Whitney检验：****第页 < 0.0001. （b）饼图表示LmnB1结构域、H3K9me3峰值、LmnB1域和H3K9 me3峰值附近或两者都不存在的下调、上调和去表达基因的数量。具有LmnB1峰或H3K9me3峰的差异表达基因之间重叠的统计显著性超几何检验：***第页 < 0.001, ****第页 < 0.0001. （c）基因本体生物学对LmnB1 OE上的去表达基因进行富集分析，显示单个基因的折叠变化。

请参阅PMC中的此图片和版权信息

类似文章

层粘连蛋白B1和B2的耗竭通过中尺度运动依赖机制促进染色质迁移并诱导差异基因表达。
Pujadas Liwag EM、Wei X、Acosta N、Carter LM、Yang J、Almassalha LM、Jain S、Daneshkhah A、Rao SSP、Seker-Polat F、MacQuarrie KL、Ibarra J、Agrawal V、Aiden EL、Kanemaki MT、Backman V、Adli M。 Pujadas Liwag EM等人。基因组生物学。2024年3月22日；25(1):77. doi:10.1186/s13059-024-03212-y。基因组生物学。2024 PMID：38519987 免费PMC文章。
染色质系链的秘密生命。
Kiseleva AA，Poleshko A。 Kiseleva AA等人。 FEBS信函。2023年11月；597(22):2782-2790. doi:10.1002/1873-3468.14685。Epub 2023年6月25日。 FEBS信函。2023 PMID：37339933 审查。
KMT1家族甲基转移酶通过组蛋白和非组蛋白甲基化调节异染色质核外周系留。
Rao RA、Ketkar AA、Kedia N、Krishnamoorthy VK、Lakshmanan V、Kumar P、Mohanty A、Kumar SD、Raja SO、Gulyani A、Chaturvedi CP、Brand M、Palakodeti D、Rampalli S。 Rao RA等人。 EMBO代表2019年5月；20（5）：e43260。doi:10.15252/embr.201643260。Epub 2019年3月11日。 2019年EMBO报告。 PMID：30858340 免费PMC文章。
层粘连蛋白B1在维持核结构和功能中的作用。
Camps J、Erdos MR、Ried T。 Camps J等人。核心。2015;6(1):8-14. doi:10.1080/19491034.2014.1003510。核心。2015. PMID：25602590 免费PMC文章。审查。
拉明B1基因组结合谱的重新分布影响了衰老过程中异色结构域的重排和SAHF的形成。
Sadaie M、Salama R、Carroll T、Tomimatsu K、Chandra T、Young AR、成田M、Pérez-Mancera PA、Bennett DC、Chong H、Kimura H、成田M。 Sadaie M等人。基因开发，2013年8月15日；27(16):1800-8. doi:10.1101/gad.217281.113。基因开发，2013年。 PMID：23964094 免费PMC文章。

查看所有类似文章

引用人

详尽鉴定转录调控因子的全基因组结合事件。
诺丁A、佩吉拉P、赞巴尼尼G、坎特奥C。 Nordin A等人。《核酸研究》2024年4月24日；52（7）：e40。doi:10.1093/nar/gkae180。核酸研究2024。 PMID：38499482 免费PMC文章。

工具书类

1. Misteli T.超越序列：基因组功能的细胞组织。单元格。2007;128:787–15.-公共医学
1. Di-Mico R，Sulli G，Dobreva M等。衰老和癌症中癌基因诱导的DNA损伤反应和异染色质之间的相互作用。自然细胞生物学。2011;13:292–302.-项目管理咨询公司-公共医学
1. Goldman RD、Shumaker DK、Erdos MR等。突变层粘连蛋白a的积累导致Hutchinson-Gilford早衰综合征的核结构进行性改变。美国国家科学院院刊2004；101:8963–8968.-项目管理咨询公司-公共医学
1. McCord RP、Nazario-Toole A、Zhang H等。Hutchinson-Gilford早衰综合征中基因组组织、组蛋白甲基化和DNA-laminA/C相互作用的相关变化。基因组研究2013；23:260–269.-项目管理咨询公司-公共医学
1. 成田M，Nũnez S，Heard E等。Rb介导的异染色质形成和E2F靶基因在细胞衰老过程中的沉默。单元格。2003;113:703–716.-公共医学

出版物类型

行动
行动

MeSH术语

行动
行动
行动
行动
行动
行动

物质

行动
行动

赠款和资金

R24 GM137200/GM/NIGMS NIH HHS/美国

LinkOut-更多资源

[1] Misteli T.超越序列：基因组功能的细胞组织。单元格。2007;128:787–15.-公共医学

[2] Misteli T.超越序列：基因组功能的细胞组织。单元格。2007;128:787–15.-公共医学

[3] Di-Mico R，Sulli G，Dobreva M等。衰老和癌症中癌基因诱导的DNA损伤反应和异染色质之间的相互作用。自然细胞生物学。2011;13:292–302.-项目管理咨询公司-公共医学

[4] Di-Mico R，Sulli G，Dobreva M等。衰老和癌症中癌基因诱导的DNA损伤反应和异染色质之间的相互作用。自然细胞生物学。2011;13:292–302.-项目管理咨询公司-公共医学

[5] Goldman RD、Shumaker DK、Erdos MR等。突变层粘连蛋白a的积累导致Hutchinson-Gilford早衰综合征的核结构进行性改变。美国国家科学院院刊2004；101:8963–8968.-项目管理咨询公司-公共医学

[6] Goldman RD、Shumaker DK、Erdos MR等。突变层粘连蛋白a的积累导致Hutchinson-Gilford早衰综合征的核结构进行性改变。美国国家科学院院刊2004；101:8963–8968.-项目管理咨询公司-公共医学

[7] McCord RP、Nazario-Toole A、Zhang H等。Hutchinson-Gilford早衰综合征中基因组组织、组蛋白甲基化和DNA-laminA/C相互作用的相关变化。基因组研究2013；23:260–269.-项目管理咨询公司-公共医学

[8] McCord RP、Nazario-Toole A、Zhang H等。Hutchinson-Gilford早衰综合征中基因组组织、组蛋白甲基化和DNA-laminA/C相互作用的相关变化。基因组研究2013；23:260–269.-项目管理咨询公司-公共医学

[9] 成田M，Nũnez S，Heard E等。Rb介导的异染色质形成和E2F靶基因在细胞衰老过程中的沉默。单元格。2003;113:703–716.-公共医学

[10] 成田M，Nũnez S，Heard E等。Rb介导的异染色质形成和E2F靶基因在细胞衰老过程中的沉默。单元格。2003;113:703–716.-公共医学

将引文保存到文件

电子邮件引文

添加到集合

添加到我的书目

您保存的搜索

为外部引文管理软件创建文件

您的RSS源

拉明B1过度表达改变染色质组织和基因表达

附属公司

层粘连蛋白B1过度表达改变染色质组织和基因表达

作者

附属公司

摘要

利益冲突声明

数字

类似文章

引用人

工具书类

出版物类型

MeSH术语

物质

赠款和资金

LinkOut-更多资源

全文源

其他文献来源

研究材料

其他

摘要

利益冲突声明

数字

类似文章

引用人

工具书类

出版物类型

MeSH术语

物质

相关信息

赠款和资金

LinkOut-更多资源

全文源

其他文献来源

研究材料

其他