アセチル化クロマチンに関連するブロモドメインタンパク質BRD4は、高次クロマチン構造の維持に重要です

クロマチン構造組織は、多くの基本的な細胞プロセスを調節するために重要です。ただし、高次クロマチン構造のアセンブリを調節する分子メカニズムはよく理解されていません。この研究では、BRD4（ブロモドメイン含有タンパク質4）がタンパク質が高次クロマチン構造の維持に関与していることを示しています。タンパク質のBETファミリーのメンバーであるBRD4は、細胞成長制御、細胞周期の進行、および癌の発生において重要な役割を果たすことが示されています。in situ単一細胞クロマチンイメージングとマイクロコッカルヌクレアーゼ（MNase）アッセイを適用して、BRD4の枯渇が大規模なクロマチンの展開につながることを示します。BRD4の二重ブロモドメイン（BDI/II）をコードするドミナントネガティブ阻害剤は、クロマチンから内因性BRD4を競合的に解離し、重度の断片化クロマチンの形態を引き起こすことができます。BRD4切り捨て変異体を使用した機械的研究は、BRD4 C末端ドメインが正常なクロマチン構造を維持するために重要であることを明らかにしています。二分子蛍光補完技術を使用して、Brd4分子がクロマチンで分子間で相互作用し、BDI/IIをBRD4分子を置き換えると異常なヌクレオソーム凝集とクロマチン断片化を引き起こすことを実証します。これらの研究は、より高いクロマチン建築をサポートする際にBRD4の新しい構造的役割を確立しています。

Chromatin structure organization is crucial for regulating many fundamental cellular processes. However, the molecular mechanism that regulates the assembly of higher-order chromatin structure remains poorly understood. In this study, we demonstrate that Brd4 (bromodomain-containing protein 4) protein participates in the maintenance of the higher-order chromatin structure. Brd4, a member of the BET family of proteins, has been shown to play important roles in cellular growth control, cell cycle progression, and cancer development. We apply in situ single cell chromatin imaging and micrococcal nuclease (MNase) assay to show that Brd4 depletion leads to a large scale chromatin unfolding. A dominant-negative inhibitor encoding the double bromodomains (BDI/II) of Brd4 can competitively dissociate endogenous Brd4 from chromatin to trigger severely fragmented chromatin morphology. Mechanistic studies using Brd4 truncation mutants reveal that the Brd4 C-terminal domain is crucial for maintaining normal chromatin structure. Using bimolecular fluorescence complementation technology, we demonstrate that Brd4 molecules interact intermolecularly on chromatin and that replacing Brd4 molecules by BDI/II causes abnormal nucleosome aggregation and chromatin fragmentation. These studies establish a novel structural role of Brd4 in supporting the higher chromatin architecture.