Role of ESCRT-I complex in transcription elongation and histone eviction

Abstract

여러 효소들에 의한 히스톤 변이는 뉴클레오좀의 변형을 통해 유전 자의 전사를 조절한다. 히스톤 H2B의 모노유비퀴틸화는 유전자의 전사에 중요하며, 히스톤 H3 라이신 4번과 79번의 메틸화에 중요하다는 사실을 효모의 유전학적 연구를 통해 밝혀졌다. 히스톤 H2B의 모노유비퀴틸화와 관련된 효소로서 E2는 Rad6 단백질이고, E3는 Bre1 단백질이다. E2효소들은 자신의 시스테인 잔기에 thiol ester기로 연결하는 역할을 하는 UBC 도메인을 가지고 있는다. 이러한 E2 효소 중에 전사의 신장에 관련되어있는 효소들이 있는지 알아보기 위해, 6-AU 와 MPA에 대한 저항성 실험을 하였다. 이중에 ESCRT-I 복합체에 구성체인 Vps23이라는 유전자가 전사 신장에 관련되어 있음을 알게 되었다. Vps23뿐 아니라 ESCRT-I 복합체의 구성원인 Vps28 과 Vps37 또한 6-AU 와 MPA 약물에 영향을 받는 것을 확인하였다. 그러나 ESCRT-I 복합체가 전사가 활발하게 일어나는 유전자에 결합하는 것을 크로마틴으로부터 확인 할 수 없었다. 하지만 ESCRT-I 복합체 유전자가 제거된 효모에서 히스톤 샤페론인 Asf1 단백질이 크로마틴에 결합하지 못하는 것을 발견하였다. 이러한 결과는 ESCRT-I 복합체가 유전자 전사 신장과 전사가 일어나는 동안 히스톤 단백질의 분리와 결합에도 역할을 할 수 있다는 것을 보여준다.; To date several classes of enzymes have been shown to affect transcription by catalyzing the modifications of nucleosomes. Among them, monoubiquitylation of histone H2B is required for transcription elongation and other histone modifications such as histone H3K4 or K79 methylation. In saccharomyces cerevisiae, Rad6 is the only E2 enzyme that contains UBC domain and is important for E2 conjugating activity. To identify novel UBC-containing proteins involved in transcription elongation, we analyzed 6-AU or MPA sensitivity in strains lacking putative histone E2 conjugating enzymes. We found that loss of vps23, which contains UBC domain, decreased the growth of cells in 6-AU or MPA plates. Vps23 is a component of ESCRT-I (endosomal sorting complex required for transport-I). Loss of other component of ESCRT-I, vps28 and vps37, showed slight sensitivities against 6-AU. However, the direct association of ESCRT-I complex with chromatin was not found as analyzed by chromatin immunoprecipitation. Surprisingly, the crosslinking of histone chaperone Asf1 was completely abrogated in the cells lacking Vps37 or Mvb12 in actively transcribed genes. These results show that ESCRT-I complex is involved in transcription elongation and specifically required for the recruitment of histone chaperone Asf1. Our results argue the previously unrecognized role of ESCRT-I complex in transcription elongation and chromatin deposition and eviction.