Роль SAGA комплекса в транскрипции и экспорте мРНК

Гистон-ацетил трансферазный комплекс SAGA/TFTC играет важную роль в регуляции транскрипции. Нами было обнаружено, что TFTC/STAGA комплексы метазоа деубиквитинируют гистоны H2Aи H2B. Был определен модуль TFTC/STAGA комплекса, который обладает деубиквитиназной активностью (DUBm). Мы исследовали DUBm у Drosophila melanogaster и идентифицировали гомологи – компоненты DUBm дрожжей. Нами было показано, что белок Sgf11, один из компонентов DUBm у Drosophila, обладает другой, отличной от DUBm функцией. Белок Sgf11 ассоциирован с CAP-содержащим комплексом и рекрутируется на растущую матричную рибонуклеиновую кислоту (мРНК). Кроме того, мы обнаружили, что Sgf11 взаимодействует с TREX-2/AMEX комплексом экспорта мРНК, и этот белок необходим для экспорта мРНК из ядра. Другие две субъединицы DUBm Drosophila также обладают функциями, отличными от функции DUBm. Так, выявлено, что Sus1/ENY2 присутствует в нескольких различных комплексах. Эксперименты по иммуноокрашиванию политенных хромосом личинок Drosophila показали, что Sgf11 присутствует на всех сайтах локализации генов, кодирующих мяРНК, и что так же, как hSNAPC1, dPbp45, субъединица PBP комплекса, играющая ключевую роль в транскрипции мяРНК, присутствует не только в сайтах генов мяРНК, но и в других сайтах активной транскрипции, осуществляемой РНКполимеразой II (PolII). Мы провели колокализацию на политенных хромосомах белков Sgf11 и Brf1 (компонента комплекса РНК-полимеразы III) и обнаружили, что Sgf11 находится во многих сайтах активной транскрипции и присутствует в тех же сайтах, что Brf1. Таким образом, мы показали, что SAGA коактивирует транскрипцию как РНК-полимеразы II-зависимых, так и РНК-полимеразы III-зависимых генов малых ядерных РНК.

транскрипция, SAGA, DUB модуль, AMEX, Sgf11, ENY2, гены мяРНК, PolII-зависимая транскрипция, PolIII-зависимая транскрипция

1. Baillat D., Gardini A., Cesaroni M., Shiekhattar R. Requirement for SNAPC1 in transcriptional responsiveness to diverse extracellular signals. Mol. Cell. Biol. 2012;32(22):4642-4650. DOI 10.1128/mcb. 00906-12.

2. Daniel J.A., Torok M.S., Sun Z.W., Schieltz D., Allis C.D., Yates J.R., Grant P.A. Deubiquitination of histone H2B by a yeast acetyltrans- ferase complex regulates transcription. J. Biol. Chem. 2004;279(3): 1867-1871. DOI 10.1074/jbc.C300494200.

3. Georgieva S., Nabirochkina E., Dilworth F.J., Eickhoff H., Becker P., Tora L., Georgiev P., Soldatov A. The novel transcription factor e(y)2 interacts with TAF(II)40 and potentiates transcription activa-tion on chromatin templates. Mol. Cell. Biol. 2001;21(15):5223- 5231. DOI 10.1128/mcb.21.15.5223-5231.2001.

4. Gurskiy D., Orlova A., Vorobyeva N., Nabirochkina E., Krasnov A., Shidlovskii Y., Georgieva S., Kopytova D. The DUBm subunit Sgf11 is required for mRNA export and interacts with Cbp80 in Drosophila. Nucleic Acids Res. 2012;40(21): 10689-10700. DOI 10.1093/nar/gks857.

5. Henry K.W., Wyce A., Lo W.S., Duggan L.J., Emre N.C., Kao C.F., Pillus L., Shilatifard A., Osley M.A., Berger S.L. Transcriptional activation via sequential histone H2B ubiquitylation and deubiqui- tylation, mediated by SAGA-associated Ubp8. Genes Dev. 2003; 17(21):2648-2663. DOI 10.1101/gad.1144003.

6. Kohler A., Pascual-Garcia P., Llopis A., Zapater M., Posas F., Hurt E., Rodriguez-Navarro S. The mRNA export factor Sus1 is involved in Spt/Ada/Gcn5 acetyltransferase-mediated H2B deubiquitinyla- tion through its interaction with Ubp8 and Sgf11. Mol. Biol. Cell. 2006;17(10):4228-4236. DOI 10.1091/mbc.e06-02-0098.

7. Kopytova D.V., Orlova A.V., Krasnov A.N., Gurskiy D.Y., Nikolen- ko J.V., Nabirochkina E.N., Shidlovskii Y.V., Georgieva S.G. Mul¬tifunctional factor ENY2 is associated with the THO complex and promotes its recruitment onto nascent mRNA. Genes Dev. 2010; 24(1):86-96. DOI 10.1101/gad.550010.

8. Kurshakova M.M., Krasnov A.N., Kopytova D.V., Shidlovskii Y.V., Nikolenko J.V., Nabirochkina E.N., Spehner D., Schultz P., Tora L., Georgieva S.G. SAGA and a novel Drosophila export complex an¬chor efficient transcription and mRNA export to NPC. EMBO J. 2007;26(24):4956-4965. DOI 10.1038/sj.emboj.7601901.

9. Lebedeva L.A., Nabirochkina E.N., Kurshakova M.M., Robert F., Krasnov A.N., Evgen’ev M.B., Kadonaga J.T., Georgieva S.G., Tora L. Occupancy of the Drosophila hsp70 promoter by a subset of basal transcription factors diminishes upon transcriptional activa¬tion. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2005;102(50):18087-18092. DOI 10.1073/pnas.0509063102.

10. Lee K.K., Florens L., Swanson S.K., Washburn M.P., Workman J.L. The deubiquitylation activity of Ubp8 is dependent upon Sgf11 and its association with the SAGA complex. Mol. Cell. Biol. 2005; 25(3):1173-1182. DOI 10.1128/mcb.25.3.1173-1182.2005.

11. Li B., Carey M., Workman J.L. The role of chromatin during transcrip¬tion. Cell. 2007;128(4):707-719. DOI 10.1016/j.cell.2007.01.015.

12. Li X., Seidel C.W., Szerszen L.T., Lange J.J., Workman J.L., Ab- mayr S.M. Enzymatic modules of the SAGA chromatin-modifying complex play distinct roles in Drosophila gene expression and de-velopment. Genes Dev. 2017;31(15):1588-1600. DOI 10.1101/gad. 300988.117.

13. Martinez E. Multi-protein complexes in eukaryotic gene transcription. Plant Mol. Biol. 2002;50(6):925-947.

14. Nagy Z., Tora L. Distinct GCN5/PCAF-containing complexes func¬tion as co-activators and are involved in transcription factor and global histone acetylation. Oncogene. 2007;26(37):5341-5357. DOI 10.1038/sj.onc.1210604.

15. Nakamura Y., Tagawa K., Oka T., Sasabe T., Ito H., Shiwaku H., La Spada A.R., Okazawa H. Ataxin-7 associates with microtubules and stabilizes the cytoskeletal network. Hum. Mol. Genet. 2012; 21(5):1099-1110. DOI 10.1093/hmg/ddr539.

16. Popova V.V., Orlova A.V., Kurshakova M.M., Nikolenko J.V., Nabi- rochkina E.N., Georgieva S.G., Kopytova D.V. The role of SAGA coactivator complex in snRNA transcription. Cell Cycle. 2018; 17(15):1859-1870. DOI 10.1080/15384101.2018.1489175.

17. Powell D.W., Weaver C.M., Jennings J.L., McAfee K.J., He Y., Weil P.A., Link A.J. Cluster analysis of mass spectrometry data reveals a novel component of SAGA. Mol. Cell. Biol. 2004;24(16):7249-7259. DOI 10.1128/mcb.24.16.7249-7259.2004.

18. Rodriguez-Navarro S., Fischer T., Luo M.J., Antunez O., Brettschnei- der S., Lechner J., Perez-Ortin J.E., Reed R., Hurt E. Sus1, a func-tional component of the SAGA histone acetylase complex and the nuclear pore-associated mRNA export machinery. Cell. 2004;116(1): 75-86.

19. Weake V.M., Lee K.K., Guelman S., Lin C.H., Seidel C., Abmayr S.M., Workman J.L. SAGA-mediated H2B deubiquitination controls the development of neuronal connectivity in the Drosophila visual sys¬tem. EMBO J. 2008;27(2):394-405. DOI 10.1038/sj.emboj.7601966.

20. Weake V.M., Swanson S.K., Mushegian A., Florens L., Washburn M.P., Abmayr S.M., Workman J.L. A novel histone fold domain-contain¬ing protein that replaces TAF6 in Drosophila SAGA is required for SAGA-dependent gene expression. Genes Dev. 2009;23(24):2818- 2823. DOI 10.1101/gad.1846409.

21. Wu P.Y., Ruhlmann C., Winston F., Schultz P. Molecular architecture of the S. cerevisiae SAGA complex. Mol. Cell. 2004;15(2):199-208. DOI 10.1016/j.molcel.2004.06.005.

22. Zhao Y., Lang G., Ito S., Bonnet J., Metzger E., Sawatsubashi S., Su-zuki E., Le Guezennec X., Stunnenberg H.G., Krasnov A., Geor-gieva S.G., Schule R., Takeyama K., Kato S., Tora L., Devys D. A TFTC/STAGA module mediates histone H2A and H2B deubiq- uitination, coactivates nuclear receptors, and counteracts hetero-chromatin silencing. Mol. Cell. 2008;29(1):92-101. DOI 10.1016/j. molcel.2007.12.011