Udział białka PC4 (Positive Cofactor 4) w regulacji ekspresji zależnych od replikacji genów histonów w komórkach HeLa

Abstract

Histony zależne od replikacji odpowiedzialne są za organizację struktury chromatyny, w związku z czym poziom ekspresji tych genów jest ściśle skoordynowany z cyklem komórkowym. Podczas fazy S obserwuje się wysoki poziom ekspresji genów kodujących histony zależne od replikacji, podczas gdy w pozostałych fazach (G1 i G2/M) ekspresja ta jest wyciszona. Opisywane geny charakteryzują się brakiem intronów a końce 3’ ich transkryptów podlegają unikalnemu procesowi dojrzewania, w którym cząstka U7 snRNP stanowi unikalny składnik. W Zakładzie Ekspresji Genów UAM wykazano, że cząstka ta oddziałuje z białkiem PC4. Celem mojej rozprawy doktorskiej było zbadanie roli białka PC4 w regulacji ekspresji genów kodujących histony zależne od replikacji w komórkach HeLa. Wykazano, że białko PC4 jest negatywnym regulatorem transkrypcji genów kodujących histony zależne od replikacji oraz negatywnym regulatorem dojrzewania końca 3’ ich transkryptów. Ponadto udowodniono, że obniżenie poziomu białka PC4 w komórce znacznie zwiększa tempo proliferacji komórek, najprawdopodobniej na skutek skrócenia czasu trwania fazy S. Zaobserwowane zależności są specyficzne dla genów kodujących histony zależne od replikacji, jako że wykazano, iż zmiany w poziomie białka PC4 nie wpływały na poziom ekspresji genów kodujących histony niezależne od replikacji.

Replication-dependent histones are responsible for chromatin structure organization, therefore expression level of these genes is tightly correlated with the cell cycle progression. During S phase, replication-dependent histone gene expression is highly activated, whereas outside of the S phase (G1 and G2/M), is kept at basal level. Their transcripts are intronless and not undergo polyadenylation. A crucial role in 3’ end processing of these mRNAs is played by the U7 snRNP. Previous studies conducted in the Department of Gene Expression at Adam Mickiewicz University showed that this particle interacts with positive cofactor 4 protein (PC4). The main goal of this PhD study was to investigate the role of PC4 protein in the regulation of replication-dependent histone gene expression in HeLa cells. Obtained results demonstrate the role of PC4 protein as negative factor of the replication-dependent histone gene transcription and the 3’ end processing efficiency of their transcripts. The observed effect was specific to replication-dependent histone genes, since changes in PC4 protein level did not disturb the replication-independent histone gene expression at any level. It was also demonstrated, that reduced level of PC4 protein, results in significant boost in the cell proliferation, most likely due to acceleration the S phase progression.