Genomweite Signaturen für Heterochromatin
Interstitielles Heterochromatin wird benötigt, um die aberrante Expression von Retrotransposons zu beschränken. Doch aufgrund der zugrunde liegenden repeat-reichen DNA Sequenzen ist dieses Heterochromatin bislang nur mangelhaft definiert. Wir haben Suv39h-abhängiges H3K9me3 durch genomweite Sequenzierung in embryonalen Stammzellen (ESCs) bei Mäusen analysiert (Bulut-Karslioglu et al., eingereicht).
Suv39h-Enzyme regulieren Retrotransposons in ESCs von Mäusen; ChIP-Seq-Analysen für H3K9me3 in Wildtyp und Suv39h dn ESCs und für Suv39h-Enzyme in Suv39h1- und Suv39h2-HA/FLAG knock-in ESCs. Gezeigt ist eine repräsentative Region von 30 kb auf Chromosom 11, welche mehrere LINE- und ERV-Elemente enthält.
Verfeinerte bioinformatische Analysen von Repeat-Unterfamilien verwiesen auf eine selektive Ansammlung von Suv39h-abhängigem H3K9me3 an eingestreuten repetitiven Elementen, die ~ 5% des ESC-Epigenoms abdecken. Die Mehrheit der ~ 8150 intakten langen interspersierten nukleären Elemente (LINEs) und der endogenen Retroviren (ERVs) sind mit Suv39h-abhängigem H3K9me3 angereichert. Dies trifft aber nur auf einen Bruchteil der > 1,8 Millionen degenerierten und gekürzten LINEs/ERVs zu. Die transkriptionelle Unterdrückung dieser intakten LINEs und ERVs wird in ESCs durch Suv39h und andere Chromatin-Modifikatoren unterschiedlich reguliert, in ausdifferenzierten Zellen hingegen stets durch DNA-Methylierung. Diese Daten zeigen eine neue Aufgabe für Suv39h-abhängiges H3K9me3-Chromatin im ESC-Epigenom und offenbaren, dass interstitielles Heterochromatin auf den intakten Teil der Retrotransposon-Elemente beschränkt ist.
Wir planen, unsere genomweiten Analysen auf andere Kernkomponenten des Heterochromatin auszuweiten und nicht-kodierende RNAs zu identifizieren, die mit diesen Faktoren assoziieren.