ストレスに対する転写反応は、プロモーターとエンハンサーのアーキテクチャによって事前にワイヤードされています

遺伝子発現のプログラムは、プロモーターとエンハンサーの密接にリンクされたコア開始領域のペアからの分岐転写を調整する一連の転写因子によって実行されます。ここでは、ストレス時に分岐転写がどのように再プログラムされるかを調査するために、ヌクレオチド解像度で新生期のRNA合成を測定し、ヒト細胞のヒストンH4アセチル化をプロファイルしました。我々の結果は、プロモーターの近位近位のリリースがRNAポリメラーゼを伸長に放出し、ストレスに対する遺伝子の反応が決定される重要なスイッチとして機能することをグローバルに示しています。高度に転写され、高度に誘導性の高い遺伝子は、コアセンスプロモーター上の一般的な転写因子の強い転写方向性と選択的アセンブリを示します。代わりに、エンハンサーでの熱誘発転写は、細胞型、配列固有の転写因子の事前の結合と相関しています。活性化熱衝撃因子1（HSF1）は、転写プライミングされたプロモーターとエンハンサー、およびCTCFが占有されていない非転写クロマチンに結合します。これらの結果は、発散的な調節要素で転写を指すクロマチンの建築的特徴と、ゲノム全体の主要な転写反応を指向していることを明らかにしています。ヒートショック因子1（HSF1）は、ストレス誘発転写の調節因子です。ここでは、著者らは、ストレス時に転写およびクロマチン組織の変化を調査し、活性化されたHSF1が転写プライミングプロモーターとエンハンサー、および占有されていないクロマチンに結合することを発見しました。

Programs of gene expression are executed by a battery of transcription factors that coordinate divergent transcription from a pair of tightly linked core initiation regions of promoters and enhancers. Here, to investigate how divergent transcription is reprogrammed upon stress, we measured nascent RNA synthesis at nucleotide-resolution, and profiled histone H4 acetylation in human cells. Our results globally show that the release of promoter-proximal paused RNA polymerase into elongation functions as a critical switch at which a gene's response to stress is determined. Highly transcribed and highly inducible genes display strong transcriptional directionality and selective assembly of general transcription factors on the core sense promoter. Heat-induced transcription at enhancers, instead, correlates with prior binding of cell-type, sequence-specific transcription factors. Activated Heat Shock Factor 1 (HSF1) binds to transcription-primed promoters and enhancers, and CTCF-occupied, non-transcribed chromatin. These results reveal chromatin architectural features that orient transcription at divergent regulatory elements and prime transcriptional responses genome-wide.Heat Shock Factor 1 (HSF1) is a regulator of stress-induced transcription. Here, the authors investigate changes to transcription and chromatin organization upon stress and find that activated HSF1 binds to transcription-primed promoters and enhancers, and to CTCF occupied, untranscribed chromatin.