El Transcriptoma d'ash2: dianes i funció

Abstract

[cat] El gen absent, small, or homeotic discs 2 (ash2) és un membre del grup dels trithorax (trxG), reguladors positius de la transcripció dels gens homeòtics. Els al·lels mutants per ash2 són letals larvals o pupals i presenten anomalies en els discs imaginals i en el cervell. Hem identificat un nou transcrit, més petit que el descrit fins al moment, pel gen ash2. L'al·lel ash2I1 no presenta el transcrit més gran i és un mutant nul per la funció trxG d'ASH2. Per tal d'identificar gens diana d'ASH2, hem estudiat el patró d'expressió de larves mutants d'ash2 mitjançant microarrays de cADN. Entre els gens que varien els seus nivells d'expressió se n'hi troben d'involucrats en múltiples processos, com la proliferació, l'adhesió i el cicle cel·lulars. Alguns d'aquests gens han estat validats mitjançant tècniques d'expressió alternatives o estudis funcionals. D'altra banda, el gen ash2 ha estat relacionat funcionalment amb els gens absent, small or homeotic discs 1 (ash1) i trithorax (trx) mitjançant interaccions genètiques. ASH2 i ASH1 pertanyen a complexes multimèrics diferents de composició desconeguda i no es coneix amb exactitud de quina manera regulen la transcripció. L'examen minuciós dels patrons d'expressió de discs imaginals d'ala de mutants d'ash2 i d'ash1, mostra que hi ha un alt grau de solapament (overlap) entre els dos, tant en les comparacions gen a gen com en els processos que es troben alterats. Sorprenentment, la comparació dels transcriptomes de larva de mutants d'ash2 i de trx no mostren cap tipus de correlació. A més, ensenyem que la sub-expressió d'alguns d'aquests gens està directament correlacionada amb alguns dels fenotips observats en els mutants d'ash2. Per tal d'entendre millor el gen ash2, hem comparat els gens des-regulats en els seus mutants amb dades genòmiques provinents d'altres anàlisis in vivo i in silico. Una d'aquestes comparacions apunta cap a una putativa relació entre ASH2 i Sin3A, una proteïna associada a complexes desacetiladors d'histones. L'anàlisi en profunditat d'aquesta possibilitat ens ha portat a demostrar que tant ASH2 com Sin3A co-immunoprecipiten amb la proteïna Host Cell Factor (HCF), i que les tres co-localitzen en molts loci de cromosomes politènics. Aquestes evidències, juntament amb l'observació de que ASH2 co-localitza amb la tri-metilació de la H3K4, donen suport a un model en el qual ASH1 i ASH2 actuarien de forma seqüencial en la modificació de les histones per tal de mantenir els estats activats de transcripció.

[eng] The transcription factor absent, small, or homeotic discs 2 (ash2) gene is a member of the trithorax group of positive regulators of homeotic genes. Mutant alleles for ash2 are larval_pupal lethals and display imaginal disc and brain abnormalities. The allele used in this study is a true mutant for the trithorax function and lacks the longest transcript present in wild-type flies. In an attempt to identify gene targets of ash2, we have performed an expression analysis by using cDNA microarrays. Genes involved in cell cycle, cell proliferation, and cell adhesion are among these targets, and some of them are validated by functional and expression studies. Even though trithorax proteins act by modulating chromatin structure at particular chromosomal locations, evidence of physical aggregation of ash2-regulated genes has not been found. Although ASH2 and ASH1 belong to distinct multimeric complexes and it is unclear how they act to regulate transcription, they are functionally related. In this study, examination of gene expression profiles in wing imaginal discs from ash2 and ash1 mutants revealed their transcriptomes are very similar and correlate with wing phenotypes. Comparison of the differentially expressed genes with results from other in vivo and in silico genome-wide analyses indicated, among others, a putative relationship between ASH2 and the histone deacetylase-associated protein Sin3A. ASH2 and Sin3A were found to colocalize on polytene chromosomes and coimmunoprecipitate with the Host Cell Factor. Together with the localization of ASH2 at sites of H3K4 trimethylation, our results support a model in which ASH2 and ASH1 are sequentially involved in histone modifications.