Article

Mutations in chromatin components suppress a defect of Gcn5 protein in Saccharomyces cerevisiae.

Department of Microbiology and Immunology, University of California, San Francisco 94143-0414, USA.
Molecular and Cellular Biology (Impact Factor: 5.04). 03/1998; 18(2):1049-54.
Source: PubMed

ABSTRACT The yeast GCN5 gene encodes the catalytic subunit of a nuclear histone acetyltransferase and is part of a high-molecular-weight complex involved in transcriptional regulation. In this paper we show that full activation of the HO promoter in vivo requires the Gcn5 protein and that defects in this protein can be suppressed by deletion of the RPD3 gene, which encodes a histone deacetylase. These results suggest an interplay between acetylation and deacetylation of histones in the regulation of the HO gene. We also show that mutations in either the H4 or the H3 histone gene, as well as mutations in the SIN1 gene, which encodes an HMG1-like protein, strongly suppress the defects produced by the gcn5 mutant. These results suggest a hierarchy of action in the process of chromatin remodeling.

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Available from: José Pérez-Martín, Jul 06, 2015
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    ABSTRACT: Elp3 and Gcn5 are histone acetyltransferases (HATs) that function in transcription as subunits of Elongator and SAGA/ADA, respectively. Here we show that mutations that impair the in vitro HAT activity of Elp3 confer typical elp phenotypes such as temperature sensitivity. Combining an elp3 mutation with histone H3 or H4 tail mutations confers lethality or sickness, supporting a role for Elongator in chromatin remodelling in vivo. gcn5elp3 double mutants display a number of severe phenotypes, and similar phenotypes result from combining the elp mutation with mutation in a gene encoding a SAGA-specific, but not an ADA-specific subunit, indicating that Elongator functionally overlaps with SAGA. Because concomitant active site alterations in Elp3 and Gcn5 are sufficient to confer severe phenotypes, the redundancy must be specifically related to the HAT activity of these complexes. In support of this conclusion, gcn5elp3 phenotypes are suppressed by concomitant mutation of the HDA1 and HOS2 histone deacetylases. Our results demonstrate functional redundancy among transcription-associated HAT and deacetylase activities, and indicate the importance of a fine-tuned acetylation–deacetylation balance during transcription in vivo.
    The EMBO Journal 06/2000; 19(12):3060-3068. DOI:10.1093/emboj/19.12.3060 · 10.75 Impact Factor
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    ABSTRACT: Polyamines are organic polycations essential for a wide variety of cellular functions, including nuclear integrity and chromosome condensation. Here we present genetic evidence that depletion of cellular polyamines partially alleviates the defects in HO and SUC2 expression caused by inactivation of the GCN5 histone acetyltransferase. In addition, the combination of polyamine depletion and a sin(-) allele of the histone H4 gene leads to almost complete bypass of the transcriptional requirement for GCN5. In contrast, polyamine depletion does not alter the transcriptional requirements for the SWI/SNF chromatin remodeling complex nor does depletion lead to global defects in transcriptional regulation. In addition to these genetic studies, we show that polyamines facilitate oligomerization of nucleosomal arrays in vitro, and that polyamine-mediated condensation requires intact core histone N-terminal domains and is inhibited by histone hyperacetylation. Our studies suggest that polyamines are repressors of transcription in vivo, and that one role of histone hyperacetylation is to antagonize the ability of polyamines to stabilize highly condensed states of chromosomal fibers.
    The EMBO Journal 11/1999; 18(20):5622-33. DOI:10.1093/emboj/18.20.5622 · 10.75 Impact Factor
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    ABSTRACT: Ustilago maydis ist der Erreger des Maisbeulenbrands. Vorraussetzung für eine erfolgreiche Infektion sind Fusion zweier kompatibler, haploider Zellen und die folgende Ausbildung eines dikaryotischen Filaments. Diese Prozesse werden durch die beiden Paarungstyploci a und b kontrolliert. Der a-Locus kodiert für ein biallelisches Pheromon/Pheromonrezeptor-System, das die Zell/Zell-Erkennung und die Zellfusion reguliert. Die folgende pathogene Entwicklung wird durch den multiallelischen b-Locus kontrolliert, der für zwei Homeodomänenproteine kodiert, bW und bE. Nach der Fusion der haploiden Sporidien können sich bE/bW-Heterodimere ausschließlich aus bW und bE-Proteinen unterschiedlicher Allele bilden. Diese regulieren das filamentöse Wachstum, die Penetration der Pflanzenoberfläche, das Wachstum in der Pflanze und die Tumorinduktion. Das Ziel dieser Arbeit war es, regulatorische Gene aus U.maydis zu identifizieren, die an der Kontrolle der b-abhängigen, pathogenen Entwicklung beteiligt sind. Es wurde versucht, in einem direkten Selektionsprozess haploide, pathogene Stämme zu isolieren, die aus einer REMI-Mutagenese hervorgingen. Um eine möglichst breite Mutagenese zu erreichen, wurde eine neuartige Mutagenesestrategie angewandt, die neben Geninaktivierung ("loss of function") auch eine mögliche Aktivierung der Genexpression der betroffenen Loci ("gain of function") berücksichtigte. In einer weiteren UV-Mutagenese wurden durch Nutzung von egl1 als Reportergen Stämme isoliert, die EG-Aktivität zeigten. Die Expression des b-abhängigen, aber vermutlich nicht direkt durch das bE/bW-Heterodimer regulierten Gens egl1 sollte dabei eine Mutation in einem regulatorischen Gen anzeigen, das wiederum unter der Kontrolle von b stehen könnte. Es wurde angenommen, dass die interessantesten Stämme neben egl1 weitere b-abhängige Gene exprimieren. Eine komplexe Deregulation der Genexpression b-abhängiger Gene in haploiden Zellen sollte die Zentralität des betroffenen Regulators innerhalb der b-Regulationskaskade anzeigen. Die Komplementation des Stammes MR9-1 führte zur Isolierung eines regulatorischen Gens. hda1 kodiert für ein Protein mit signifikanter Homologie zu Histondeacetylasen und ist an der Kontrolle der differentiellen Genexpression in haploiden und dikaryotischen Zellen, und später an der Sporenentwicklung im Tumor entscheidend beteiligt. Hda1 wirkt in haploiden Zellen nicht als genereller Regulator der Genexpression, sondern bestimmt ein spezifisches Set von hda1-abhängigen Genen, das sich vornehmlich aus b-abhängigen Genen und den b-Genen selbst zusammensetzt. Haploide ∆hda1-Stämme vollziehen nicht die pathogene Entwicklung; nur dikaryotische ∆hda1-Zellen führen zur Tumorentwicklung, leiten jedoch nicht die Bildung von Sporen im Tumorgewebe ein. Funktionelle und biochemische Analysen zeigen in haploiden Zellen einen hochmolekularen Hda1-Komplex, der vermutlich den Aufbau einer höher geordneten Chromatinstruktur an regulatorischen Sequenzen bestimmt. Vermutlich kann Hda1 über einen Deacetylierungsmechanismus regulatorischer Sequenzen zur Repression b-abhängiger Gene führen.