A Histone H4 replacement (H4r) gén funkciójának vizsgálata Drosophila melanogasterben
[Investigation of the function of the Histone H4 replacement (H4r) gene in Drosophila
melanogaster]
Eukarióta sejtekben a DNS sejtmagba történő becsomagolását a hiszton fehérjék végzik.
A hisztonok és DNS komplexeként létrejövő kromatin kondenzációján keresztül ezek a
fehérjék a genom stabilitásáért és a génműködés szabályozásáért felelősek. A DNS replikációjához
kötötten kifejeződő kanonikus hisztonok minden sejtben megtalálhatók és poszt-transzlációs
módosításaiktól függő módon vesznek részt az érintett régiók működésének szabályozásában.
Ezzel szemben a replikációfüggetlen expressziójú hiszton variánsok a génexpresszió
szabályozásában specifikus funkciókkal rendelkeznek, és mutathatnak sejttípusspecifikus
expressziót. A Drosophila melanogaster kanonikus hiszton génjei egy klaszterben helyezkednek
magas kópiaszámban. Ezzel szemben a hiszton variánsok a hiszton klaszteren kívül helyezkednek
el a genomban, egy példányban, szerkezetükben általában kissé eltérnek kanonikus megfelelőiktől,
specifikus szabályozásuk pedig lehetővé teszi specifikus szöveti vagy differenciálódási
funkciók ellátását. A többi alternatív hisztontól eltérően a H4 variáns fehérje (H4r)
aminosavsorrendje megegyezik a kanonikus H4-ével. Annak érdekében, hogy a H4r-t megkülönböztethessük
a kanonikus H4-től és információt nyerhessünk a szerepéről, epitóp-jelöltük a H4r-t,
tanulmányoztuk annak térbeli és időbeli kifejeződését, és feltártuk a kromatinban
való lokalizációját nukleoszomális szinten. Immunhisztokémiai vizsgálatok alapján
a H4r általánosan kifejeződik az embrionális és lárvális fejlődési állapotokban, de
a fejlődő idegrendszerben, a H4r expressziója tekintetében enyhe eltérések figyelhetők
meg az egyes sejttípusok között, a H4r az agyi sejtek egy kisebb populációjában felhalmozódást
mutat, mely nem korlátozódik sejttípusra vagy differenciációs stádiumra. ChIP-seq
kísérletekkel kimutattuk, hogy a H4r lokalizációja preferenciális összefüggést mutat
a szabályozó régiókkal, különösen a sejtek stresszre adott válaszaiban részt vevő
gének esetén. Mindent összevetve a kísérleti adatok azt jelzik, hogy a H4r-nek van
a kanonikus H4-től eltérő, specifikus variáns hiszton funkciója, amellyel hozzájárulhat
a nem osztódó sejtek transzkripciós memóriájának kialakításához.