H2A.Z maintenance during mitosis reveals nucleosome shifting on mitotically silenced genes

doi:10.1016/j.molcel.2010.08.026

.2010年9月24日；39(6):901-11.

doi:10.1016/j.molcel.2010.08.026。

H2A。有丝分裂期间Z的维持揭示了有丝分裂沉默基因上的核小体移位

特蕾莎·K·凯利¹, 蒂娜·布兰斯科姆·米兰达, 梁刚宁, 本杰明·伯曼, 乔伊·C·林, 阿莫斯·塔奈, 彼得·琼斯

附属公司

PMID： 20864037
预防性维修识别码：项目经理2947862
内政部： 2016年10月10日/j.molcel.2010.08.026

H2A。有丝分裂期间Z的维持揭示了有丝分裂沉默基因上的核小体移位

特蕾莎·K·凯利等。分子电池. 2010.

.2010年9月24日；39(6):901-11.

doi:10.1016/j.molcel.2010.08.026。

作者

特蕾莎·K·凯利¹, 蒂娜·布兰斯科姆·米兰达, 梁刚宁, 本杰明·伯曼, 乔伊·C·林, 阿莫斯·塔奈, 彼得·琼斯

附属

¹美国加利福尼亚州洛杉矶市南加州大学凯克医学院诺里斯综合癌症中心，邮编：90033。

PMID： 20864037
预防性维修识别码：项目经理2947862
内政部： 2016年10月10日/j.molcel.2010.08.026

摘要

在有丝分裂期间，染色质发生了深刻的变化，从而导致基因沉默和染色体分离，随后子细胞中记忆的转录状态被重新激活。通过全基因组测序，我们发现了H2A。在有丝分裂期间，活性基因的含Z+1核小体向上游移动，占据TSS，显著减少核小体缺失区域。单分子分析证实了核小体移位，并证明有丝分裂移位是有丝分裂过程中沉默的活性基因特有的，因此在启动子上没有发现，启动子被甲基化或有丝分裂表达的基因沉默。以GRP78启动子为模型，我们发现H3K4三甲基化也保持不变，而活性染色质的其他指标丢失，表达降低。这些关键变化为细胞周期中基因的快速沉默和再激活提供了潜在的机制。

PubMed免责声明

数字

图1。ChIP-seq的全基因组分析表明H2A。Z定位在有丝分裂过程中保持，并优先标记活性基因的+1核小体，这些核小体在有丝分裂过程中向上游移动以占据TSS，从而缩小NDR
H2A。Z ChIP-seq从G读取₀/G公司₁和M期细胞与人类基因组对齐。（A）低分辨率示例表明，全局H2A。G期间Z定位类似₀/G公司₁和M相。大量H2A。Z信号在表达基因（*）的TSS中发现，但在沉默基因（§）中发现较少。此外，H2A。Z也出现在与已知TSS（†）不对应的区域。（B）有丝分裂期间，活性基因的位置良好的+1核小体向上游移动，占据TSS。移位的大小是启动子特有的，导致M期出现宽峰（虚线椭圆）。（C）未表达或低水平表达的基因几乎不含H2A。M相和G相期间的Z₀/G公司₁。正向和反向读取（分别为实线和虚线）对应于基因组的方向。读数根据分析的启动子数量进行标准化。b&c中的TSS用黄线表示。

**图2。H2A。活性基因TSS上游和下游含有Z的核小体产生NDR，在有丝分裂期间NDR缩短**
（A）每个H2A的平均覆盖率统计数据。Z剖面覆盖已知转录起始位点（UCSC）的1000bp上游和下游。聚类显示G中有较强的核小体相位₀/G公司₁数据显示，在TSS的强NDR的一侧或两侧检测到核小体。有丝分裂图谱显示NDR较弱，+1和-2核小体的平均位置发生偏移。（B）核小体从簇1滑出的高分辨率例子(*WFS1型*)和集群4(*DDX17型*)证明启动子在位移大小上的特异性，而峰的高度表明在单个启动子内，核小体在两个G₀/G公司₁和M相。*第16页*（集群7）和*MYOD1年*（簇11），通过DNA甲基化沉默，不含H2A。Z向他们的发起人致意。（C）簇1和簇4中代表性基因的基因表达，*WFS1型*和*DDX17型*分别表明，在有丝分裂期间表达降低，而不含H2A的基因。Z、，*第16页*和*肌肉1*，无论细胞周期处于何种阶段都不表达。（D） NDR的尺寸分布显示为-2和+1 H2A之间的距离。G中的Z核小体₀/G公司₁（绿色）和M（红色）状态。启动子的百分比沿Y轴和-2和+1 H2A之间的距离绘制。Z核小体位于X轴上。显示H2A的簇中NDR明显致密。M相期间存在Z。（A.U.）：任意单位。

**图3。上的+1核小体*GRP78级*和*WFS1型*在有丝分裂期间，启动子向上游移动，占据TSS，与基因表达下降相一致**
黑色和白色圆圈分别表示甲基化（可访问）和非甲基化（不可访问）CpG位点。橙色突出显示了可容纳核小体（>146 bp）的M.SssI不可访问区域。TSS后位置良好的核小体*GRP78级*（A）和*WFS1型*（D） G期间₀/G公司₁在T24细胞有丝分裂（B，E）期间，向上游移动以占据TSS。（C，F）TSS的核小体占有率与表达呈反相关。在TSS（金条）处含有核小体的启动子复制品的百分比与*GRP78级*表达式（栗色条）。表达式栏相对于*GAPDH公司*表达并表示3个独立实验的平均值+SEM。

**图4。有丝分裂表达的TSS的核小体占有率*PLK1*启动子在细胞周期中不改变**
黑色和白色圆圈表示甲基化（可访问）和非甲基化（不可访问）CpG位点。橙色突出显示M.SssI不可接近的区域，这些区域可以容纳核小体（>146bp）。绿色和蓝色分别突出显示标记E2F和TBP结合位点的M.SssI不可访问区域。的+1核小体*PLK1*在G期间，启动子位于TSS之后₀/G公司₁（A）和M相（B）。（C）而TSS的核小体占有率*PLK1*在G期间类似₀/G公司₁和M相，表达式仅限于M相。在TSS（金条）处含有核小体的启动子复制品的百分比与*PLK1*表达式（栗色条）。表达式栏相对于*GAPDH公司*表达并表示3个独立实验的平均值+SEM。

**图5。甲基化沉默的启动子在TSS的核小体占有率在细胞周期中没有改变**
（A、B）*第16页*在T24细胞中甲基化。黑色和白色圆圈表示内源性甲基化和非甲基化CpG位点。（C，D）黑色和白色圆圈表示M.CviPI可访问（甲基化）和不可访问（非甲基化）GpC位点。粉红色突出显示了M.CviPI无法访问的区域，这些区域可以容纳核小体（>146 bp）。这个*第16页*启动子在G期间不可访问₀/G公司₁（C）和M相（D）。（E） TSS处的核小体占有率较高*第16页*G期间₀/G公司₁未检测到M期和表达。在TSS（金条）处含有核小体的启动子复制品的百分比与*第16页*表达式（栗色条）。表达式栏相对于*GAPDH公司*表达并表示3个独立实验的平均值+SEM。

**图6。这个*GRP78级*启动子具有不同的核小体定位、DNA结合蛋白的独特互补性以及有丝分裂和G组蛋白的修饰₀/G公司₁染色质**
（A） H3 ChIP证实有丝分裂期间核小体占有率发生变化。（B） H3和H2A的乙酰化。相对于G，Z在M期降低₀/G公司₁H3K4me3和H2A。Z保持不变，H3S10磷酸化增加。H3K27me3的极低水平（数据未显示）在细胞周期中保持不变。（B）中的条表示来自M期染色质（R5.2）的ChIP信号，表示为相对于G的折叠变化₀/G公司₁染色质（R3.3）。（C）有丝分裂期间Pol II、NF-Y和TBP结合显著降低。进行配对t检验（*=p值<0.05）。条形图表示至少6个ChIP的平均值+SEM。示意图中的箭头表示NF-Y和TBP结合位点。

**图7。核小体在*GRP78级*发起人**
G期间₀/G公司₁，+1核小体位于TSS之后，允许TBP、NF-Y和Pol II在TSS上结合。这个核小体含有H2A。Z变体，乙酰化。H3被乙酰化，赖氨酸4被三甲基化。在有丝分裂期间，+1核小体转移覆盖TSS，转录因子和Pol II结合丢失。核小体失去H3和H2A。Z乙酰化，同时保持H2A。Z变异体和H3K4me3，获得H3丝氨酸10的有丝分裂特异性磷酸化。

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