ADAおよびSAGA複合体で機能するGCN5によるヒストンアセチル化の重要な残基も、in vivoでの転写機能に必要です

以前に既知のいくつかの転写補因子が最近、ヒストンアセチルトランスフェラーゼおよび脱アセチルトランスフェラーゼであることがin vitroで実証されており、ヒストンアセチル化を介したクロマチンのリモデリングが遺伝子調節に基本的な役割を果たすことを示唆しています。しかし、in vivoでの遺伝子活性化にはヒストンアセチル化が必要であることを実証するために、明確な証拠はまだ得られていません。この研究では、組換え酵母GCN5の削除マッピングによって以前に特定されたHAT（ヒストンアセチルトランスフェラーゼ）ドメインを介してアラニンスキャン変異誘発を実行しました。in vivoでの転写活性化を増強するGCN5の完全な能力を排除する複数の置換変異を特定しました。驚くべきことに、これらの各変異は、在来の酵母帽子複合体、ADA、およびsaga内で機能するGCN5による遊離およびヌクレオソームヒストンアセチル化にとっても重要でした。さらに、コロニーサイズと液体成長アッセイによって測定されたこれらの変異の成長表現型は、転写とHAT活性を密接に追跡しました。対照的に、GCN5のin vivo機能に影響を与えなかった変異は、アセチル化ヒストンを酸化することができました。これらのデータは、in vivoでのGCN5による遺伝子調節にはアセチル化が必要であると強く主張しており、ヌクレオソームヒストンはGCN5によるアセチル化の生理学的基質の1つであるという以前の議論を支持しています。

Several previously known transcription cofactors have been demonstrated in vitro recently to be histone acetyltransferases and deacetyltransferases, suggesting that remodeling of chromatin through histone acetylation plays a fundamental role in gene regulation. Clear evidence has not yet been obtained, however, to demonstrate that histone acetylation is required for gene activation in vivo. In this study we performed an alanine-scan mutagenesis through the HAT (histone acetyltransferase) domain identified previously by deletion mapping in recombinant yeast Gcn5. We identified multiple substitution mutations that eliminated completely Gcn5's ability to potentiate transcriptional activation in vivo. Strikingly, each of these mutations was also critical for free and nucleosomal histone acetylation by Gcn5 functioning within the native yeast HAT complexes, Ada, and SAGA. Moreover, the growth phenotypes of these mutations as measured by colony size and liquid growth assay closely tracked transcription and HAT activities. In contrast, mutations that did not affect in vivo function of Gcn5 were able to acetylate histones. These data argue strongly that acetylation is required for gene regulation by Gcn5 in vivo, and support previous arguments that nucleosomal histones are among the physiological substrates of acetylation by Gcn5.