出芽酵母のHML遺伝子座近くの自律的に複製されるシーケンス要素でのサイレントレプリケーション起源の活性化

出芽酵母であるSaccharomyces cerevisiaeでは、複製剤は染色体の外で自律的に複製されるシーケンス（ARS）要素として機能することができます。ただし、染色体III内では、転写的に静かなHML遺伝子座の近くの特定のARSは、複製起点の活動を示していません。これらのARSのうち2つは、転写サイレンサーE（ARS301）とI（ARS302）で構成されています。別のARS303は、HMLとCHA1遺伝子の間に存在し、その機能は不明です。ここでは、ARS303をさらにローカライズおよび特徴付け、その過程で新しいARS、ARS320を発見しました。ARS303とARS320の両方は、染色体IIIの別の位置に挿入されたときに起源活性が見られたため、染色体複製起源として有能です。ただし、2つのARSがARS302のクラスター内にあるネイティブの場所では、Iサイレンサーであり、酵母交尾型、転写的に抑制されたCHA1遺伝子、トランス作動変異を誘発する特別な成長条件に関係なく、複製起点の活動は検出されませんでした。HML（SIR3、ORC5）での転写サイレンシング、またはARS要素を含むEおよびIサイレンサーを削除するCIS作用変異を廃止します。これらの結果は、HML ARSクラスター（ARS303、ARS320、およびARS302）の場合、起源とサイレンサーが重要なCISおよびトランス作動コンポーネントを共有している場合でも、起源の不活性は局所的な転写サイレンシングとは無関係であることを示唆しています。驚くべきことに、25 kb（ORI305）および59 kb（ORI306）が位置するアクティブな複製起点の削除により、HML ARSクラスター、およびEサイレンサーであるARS301で複製起点関数が検出されました。したがって、HML ARSSでの複製起点サイレンシングは、染色体のHMLから長い距離にあるアクティブな複製起点によって媒介されます。遠位活性起源は、Sフェーズの初期に発射することが知られており、その不活性化はHMLへの複製フォークの到着を遅らせ、HML ARSSが起源として発射するための追加の時間を提供することを提案します。

In the budding yeast, Saccharomyces cerevisiae, replicators can function outside the chromosome as autonomously replicating sequence (ARS) elements; however, within chromosome III, certain ARSs near the transcriptionally silent HML locus show no replication origin activity. Two of these ARSs comprise the transcriptional silencers E (ARS301) and I (ARS302). Another, ARS303, resides between HML and the CHA1 gene, and its function is not known. Here we further localized and characterized ARS303 and in the process discovered a new ARS, ARS320. Both ARS303 and ARS320 are competent as chromosomal replication origins since origin activity was seen when they were inserted at a different position in chromosome III. However, at their native locations, where the two ARSs are in a cluster with ARS302, the I silencer, no replication origin activity was detected regardless of yeast mating type, special growth conditions that induce the transcriptionally repressed CHA1 gene, trans-acting mutations that abrogate transcriptional silencing at HML (sir3, orc5), or cis-acting mutations that delete the E and I silencers containing ARS elements. These results suggest that, for the HML ARS cluster (ARS303, ARS320, and ARS302), inactivity of origins is independent of local transcriptional silencing, even though origins and silencers share key cis- and trans-acting components. Surprisingly, deletion of active replication origins located 25 kb (ORI305) and 59 kb (ORI306) away led to detection of replication origin function at the HML ARS cluster, as well as at ARS301, the E silencer. Thus, replication origin silencing at HML ARSs is mediated by active replication origins residing at long distances from HML in the chromosome. The distal active origins are known to fire early in S phase, and we propose that their inactivation delays replication fork arrival at HML, providing additional time for HML ARSs to fire as origins.