Στρατολόγηση και λειτουργία μεταγραφικών πολυπρωτεϊνικών συμπλόκων in vivo

Abstract

Regulation of gene expression opperates mainly at the level of transcription and results as a consequence of the co-ordinated activity of two categories of regulatory elements, promoters and activators. In this study the in vivo role of both these elements in the recruitment and function of transcriptional complexes was examined. Firstly, the contribution of the promoter architecture in such phenomena was studied. It was revealed that the quality of the TATA element plays a role in nucleosome modifications and selection of coactivators. More importantly this study revealed the existence of a co-transcriptional mechanism that determines the levels of Gcn5-dependent histone acetylation within promoter nucleosomes. Secondly, studies on the contribution of the activator for the recruitment and function of transcriptional complexes revealed a role of the activation domains in determining the transcriptional requirement for specific SAGA components. In addition, a novel function of the Spt3 component of SAGA and of the Mot1 ATPase in nucleosome remodeling was demonstrated. In the last part the study of the contribution of cis-elements revealed the ability of activators to associate in vivo with non promoter euhromatic sites. This association was shown to result in the functional recruitement of SAGA and Swi2/Snf2 complexes. This assemblage of coactivator complexes was proven not to be productive because of the absence of core promoter elements other than the TATA box that are required for stable recruitement of the Mediator.

Η ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης επιτελείται κυρίως στο επίπεδο της μεταγραφής των γονιδίων και είναι αποτέλεσμα της συνδυαστικής σχέσης των ρυθμιστικών στοιχείων cis και trans, δηλαδή των υποκινητών και ενεργοποιητών αντίστοιχα. Στη συγκεκριμένη εργασία διερευνήθηκε ο ρόλος των στοιχείων αυτών στη στρατολόγηση και δράση μεταγραφικών συμπλόκων in vivo. Αρχικά αντιμετωπίστηκε το ερώτημα της συνεισφοράς της αρχιτεκτονικής του υποκινητή σε τέτοια φαινόμενα. Προέκυψαν συμπεράσματα σε σχέση με την πιθανότητα συμμετοχής της ποιότητας του στοιχείου ΤΑΤΑ σε θέματα νουκλεοσωμικής αναδιαμόρφωσης, τροποποίησης των ιστονών αλλά και επιλογής για μεταγραφικούς συνενεργοποιητές. Από τέτοιες παρατηρήσεις αναδείχθηκε η ύπαρξη ενός συν-μεταγραφικού μηχανισμού που καθορίζει τα επίπεδα της Gcn5-εξαρτόμενης ακετυλίωσης των υποκινητών. Σε ένα δεύτερο επίπεδο αντιμετωπίστηκε το ακριβώς αντίστροφο ερώτημα της συνεισφοράς του ενεργοποιητή σε θέματα στρατολόγησης και δράσης μεταγραφικών συμπλόκων. Προέκυψαν συμπεράσματα σε σχέση με το ρόλο της θέσης ενεργοποίησης των ενεργοποιητών στον καθορισμό της απαίτησης και του τρόπου δράσης συστατικών του συμπλόκου SAGA ενώ αποκαλύφθηκε ένας μηχανισμός δράσης της υπομονάδας Spt3 του συμπλόκου αυτού, καθώς και της ΑΤΡάσης Μot1, στη νουκλεοσωμική αναδιαμόρφωση. Τέλος, η μελέτη του ρόλου των cis στοιχείων των υποκινητών αποκάλυψε τη δυνατότητα πρόσδεσης ενεργοποιητών σε ευχρωματινικές θέσεις μη υποκινητών μέσα στο γένωμα. Η πρόσδεση αυτή έχει σαν αποτέλεσμα τη στρατολόγηση λειτουργικών συμπλόκων SAGA και Swi2/Snf2 ενώ η συγκρότηση των μεταγραφικών αυτών συμπλόκων δείχθηκε ότι δεν είναι παραγωγική λόγω της απουσίας από τις θέσεις αυτές cis στοιχείων των υποκινητών, ανεξάρτητων του στοιχείου ΤΑΤΑ, που χρειάζονται για τη στρατολόγηση του συμπλόκου του Μediator.