Транскрипционная память - Transcriptional memory

Принцип транскрипционной памяти. Импульс индуктора (прайминга) приводит к экспрессии генов-мишеней, которая прекращается после отмены. Во время окна отсутствия индукции (окна памяти) некоторые гены поддерживают уравновешенное, но транскрипционно молчаливое состояние, что приводит к более сильной активации гена при втором испытании.

Транскрипционная память это биологический феномен, впервые обнаруженный у дрожжей[1], во время которого клетки, примированные определенным сигналом, показывают повышенную скорость экспрессии генов после повторной стимуляции в более позднее время. Было показано, что это событие имело место: у дрожжей во время роста галактозы[1][2] и инозитоловое голодание[3]; растения во время экологического стресса[4][5][6]; в клетках млекопитающих во время LPS[7] и интерферон[8][9][10] индукция. Предыдущая работа показала, что определенные характеристики хроматин может способствовать уравновешенному состоянию транскрипции, что позволяет ускорить реиндукцию. К ним относятся: активность определенных факторов транскрипции[11][12][13], сохранение РНК-полимераза II на промоторах уравновешенных генов[9], деятельность ремоделирование хроматина комплексы[2], размножение H3K4me2[8][13] и H3K36me3[10] модификации гистонов, заполняемость H3.3 гистоновый вариант[10], а также привязка ядерная пора составные части[9][14]. Более того, локально связанный когезин было показано, что он ингибирует создание транскрипционной памяти в клетках человека во время интерферон гамма стимуляция[15].

Рекомендации

  1. ^ а б Акар, Мурат; Бечкей, Аттила; ван Ауденаарден, Александр (12 мая 2005 г.). «Повышение клеточной памяти за счет уменьшения стохастических переходов». Природа. 435 (7039): 228–232. Bibcode:2005Натура.435..228А. Дои:10.1038 / природа03524. ISSN  1476-4687. PMID  15889097. S2CID  4429383.
  2. ^ а б Кунду, Шармиштха; Хорн, Питер Дж .; Петерсон, Крейг Л. (15 апреля 2007 г.). «SWI / SNF необходим для транскрипционной памяти в дрожжевом кластере генов GAL». Гены и развитие. 21 (8): 997–1004. Дои:10.1101 / gad.1506607. ISSN  0890-9369. ЧВК  1847716. PMID  17438002.
  3. ^ Брикнер, Донна Гарви; Cajigas, Ivelisse; Фондуф-Миттендорф, Ивонн; Ахмед, Сара; Ли, Пей-Чжи; Видом, Ионафан; Брикнер, Джейсон Х (апрель 2007 г.). «H2A.Z-опосредованная локализация генов на периферии ядра обеспечивает эпигенетическую память о предыдущем состоянии транскрипции». PLOS Биология. 5 (4): e81. Дои:10.1371 / journal.pbio.0050081. ISSN  1544-9173. ЧВК  1828143. PMID  17373856.
  4. ^ Дин, Юн; Фромм, Майкл; Аврамова, Зоя (январь 2012). «Многократное воздействие засухи« тренирует »транскрипционные реакции у Arabidopsis». Nature Communications. 3 (1): 740. Bibcode:2012НатКо ... 3..740Д. Дои:10.1038 / ncomms1732. ISSN  2041-1723. PMID  22415831.
  5. ^ Дин, Юн; Лю, Нин; Вирлувет, Летиция; Ритховен, Жан-Джек; Фромм, Майкл; Аврамова, Зоя (2013). «Четыре различных типа генов памяти о стрессе обезвоживания у Arabidopsis thaliana». BMC Биология растений. 13 (1): 229. Дои:10.1186/1471-2229-13-229. ISSN  1471-2229. ЧВК  3879431. PMID  24377444.
  6. ^ Сани, Эмануэла; Герзик, Павел; Перрелла, Джорджио; Коло, Винсент; Амтманн, Анна (Июнь 2013). «Гиперосмотическое праймирование проростков арабидопсиса устанавливает долговременную соматическую память, сопровождаемую специфическими изменениями эпигенома». Геномная биология. 14 (6): R59. Дои:10.1186 / gb-2013-14-6-r59. ISSN  1474-760X. ЧВК  3707022. PMID  23767915.
  7. ^ Фостер, Симми Л .; Hargreaves, Diana C .; Меджитов, Руслан (30 мая 2007 г.). «Ген-специфический контроль воспаления с помощью TLR-индуцированных модификаций хроматина». Природа. 447 (7147): 972–978. Bibcode:2007Натура.447..972F. Дои:10.1038 / природа05836. ISSN  0028-0836. PMID  17538624. S2CID  4426398.
  8. ^ а б Gialitakis, M .; Arampatzi, P .; Макатунакис, Т .; Папаматеакис, Дж. (15 апреля 2010 г.). «Гамма-интерферон-зависимая транскрипционная память через перемещение локуса гена в ядерные тела PML». Молекулярная и клеточная биология. 30 (8): 2046–2056. Дои:10.1128 / MCB.00906-09. ISSN  0270-7306. ЧВК  2849471. PMID  20123968.
  9. ^ а б c Свет, Уильям Х .; Фрини, Джонатан; Суд, Варун; Томпсон, аббатство; Д'Урсо, Агустина; Хорват, Курт М .; Брикнер, Джейсон Х. (26 марта 2013 г.). Мистели, Том (ред.). «Сохраненная роль Nup98 человека в изменении структуры хроматина и развитии эпигенетической транскрипционной памяти». PLOS Биология. 11 (3): e1001524. Дои:10.1371 / journal.pbio.1001524. ISSN  1545-7885. ЧВК  3608542. PMID  23555195.
  10. ^ а б c Камада, Руи; Ян, Венцзин; Чжан, Юбо; Patel, Mira C .; Ян, Яньцинь; Оуда, Рёта; Дей, Ануп; Вакабаяси, Ёсиюки; Сакагути, Кадзуясу (10.09.2018). «Стимуляция интерфероном создает метки хроматина и устанавливает транскрипционную память». Труды Национальной академии наук. 115 (39): E9162 – E9171. Дои:10.1073 / pnas.1720930115. ISSN  0027-8424. ЧВК  6166839. PMID  30201712.
  11. ^ Д'Урсо, Агустина; Такахаши, Йох-Хей; Сюн, Бен; Мароне, Джессика; Кукос, Роберт; Рэндис-Хинчлифф, Карло; Ван, Цзи-Пин; Шилатифард, Али; Брикнер, Джейсон Х. (23 июня 2016 г.). «Set1 / COMPASS и Медиатор перепрофилированы для поддержки эпигенетической транскрипционной памяти». eLife. 5. Дои:10.7554 / eLife.16691. ISSN  2050-084X. ЧВК  4951200. PMID  27336723.
  12. ^ Суд, Варун; Cajigas, Ivelisse; Д'Урсо, Агустина; Свет, Уильям Х .; Брикнер, Джейсон Х. (август 2017 г.). «Эпигенетическая транскрипционная память генов GAL зависит от роста глюкозы и фактора транскрипции Tup1 в Saccharomyces cerevisiae». Генетика. 206 (4): 1895–1907. Дои:10.1534 / генетика.117.201632. ISSN  1943-2631. ЧВК  5560796. PMID  28607146.
  13. ^ а б Ламке, Йорн; Бжезинка, Кшиштоф; Альтманн, Симона; Бёрле, Изабель (18 января 2016 г.). «Фактор теплового шока, вызванный ударами и бегством, регулирует устойчивое метилирование гистонов и память о транскрипционном стрессе». Журнал EMBO. 35 (2): 162–175. Дои:10.15252 / embj.201592593. ISSN  1460-2075. ЧВК  4718455. PMID  26657708.
  14. ^ Паскуаль-Гарсия, По; Дебо, Брайан; Алеман, Дженнифер Р .; Talamas, Jessica A .; Лан, Йемин; Nguyen, Nha H .; Вон, Кён Дж .; Капельсон, Майя (2017-04-06). «Ядерные поры многоклеточных животных обеспечивают основу для уравновешенных генов и опосредуют индуцированные контакты энхансер-промотор». Молекулярная клетка. 66 (1): 63–76.e6. Дои:10.1016 / j.molcel.2017.02.020. ISSN  1097-4164. ЧВК  7439321. PMID  28366641.
  15. ^ Сивек, Войцех; Тегерани, Сахар С.Х .; Mata, João F .; Янсен, Ларс Э. (Ноябрь 2020 г.). «Активация кластерных генов-мишеней IFNγ управляет транскрипционной памятью, контролируемой когезином». Молекулярная клетка. 80 (3): 396–409.e6. Дои:10.1016 / j.molcel.2020.10.005. ISSN  1097-2765. PMID  33108759. S2CID  225100808.