Janus kinase 2

Dawson, M. A. et al. JAK2 phosphorylates histone H3Y41 and excludes HP1alpha from chromatin. Nature 27 Sep 2009 (doi: 10.1038/nature08448) Article
	Janus kinase 2 (JAK2) является нерецепторной тирозин киназой, которая как известно, нициирует цитоплазматический сигнальный каскад, который регулирует различные процессы, включая прогрессию клеточного цикла, апоптоз, митотическую рекомбинацию, генетическую нестабильность и модификации гетерохроматина. Tony Kouzarides с коллегами сообщают от беспрецендентной роли JAK2 в ядре, показав, что она фосфорилирует стержневой гистон H3, чтобы предупредить его от соединения с heterochromatin protein 1alpha (HP1alpha). Используя конфокальную иммунофлюоресценцию, авт. наблюдали, что JAK2 присутствует в ядрах клеток разных гематопоэтических линий. Они установили, что JAK2 специфически фосфорилирует гистон H3 как in vitro, так и in vivo. Фосфорилирование происходит по остатку tyrosine (Y41), который расположен в первой спирали H3, в регионе, контролирующем ремоделирование нуклеосом. Уровни фосфорилированного H3Y41 (H3Y41ph) увеличиваются, когда JAK2 активируется с помощью цитокинов, тогда как фосфорилирование быстро теряется после воздействия на JAK2 ингибиторов, это указывает на то, что JAK2 непосредственно фосфорилирует H3Y41 in vivo. Т.к. JAK путь ранее описывался как изменяющий структуру гетерохроматина за стчет нарушения локализации HP1, поэтому авт. исследовали, может ли JAK2-зависимое фосфорилирование H3 регулировать связывание H3-HP1. Они установили, что HP1alpha изоформа соединяется с H3 пептидом. содержащим Tyr41 in vitro, и что это связывание ингибируется после фосфорилирования Tyr41. Более того, анализ permeabilized ядер, приготовленных из гематопоэтических клеток, культивируемых в присутствии или отсутствии JAK2 ингибиторов, показал, что блокирование активности JAK2 снижает уровень H3Y41ph и увеличивает пропорцию связанного с хроматином HP1alpha. Т.о., JAK2-обусловленное фосфорилирование H3 модулирует связывание HP1alpha с хроматином in vivo. Но каково физиологическое значение фосфорилирования H3Y41? Авт. анализировали профили экспрессии мРНК гематопоэтических клеток, обработанных или нет JAK2 ингибиторами, чтобы идентифицировать мишени для JAK2. Цитоплазматическая JAK2, как известно, передает сигналы посредством signal transducer and activator of transcription 5 (STAT5). В дополнение к известным мишеням канонического JAK2-STAT5 сигнального пути они установили, что гены, лишенные предсказанного сайта связывания для STAT5, включая гематопоэтический онкоген LIM domain only 2 (LMO2), также регулировались с помощью JAK2. Иммунопреципитация хроматина выявила, что подавление LMO2 сопровождается низкими уровнями H3Y41ph и увеличением связывания HP1alpha в местах, окружающих точку старта транскрипции LMO2. Это указывает на то, что JAK2-обусловленное фосфорилирование H3Y41 исключает HP1alpha с промотора LMO2 и выявляет связь между генами JAK2 и LMO2, оба участвуют в нормальном гематопоэзе и лейкемии. Т.о., данное исследование впервые показало, что JAK2 обладает ядерной функцией. Она непосредственно фосфорилирует гистон H3 и предупреждает HP1alpha от связывания с хроматином в сайте вблизи H3Y41. Фосфорилирование H3Y41 может регулировать архитектуру хроматина в специфических регионах промотора и способствовать генной экспрессии.

Janus kinase 2 (JAK2) является нерецепторной тирозин киназой, которая как известно, нициирует цитоплазматический сигнальный каскад, который регулирует различные процессы, включая прогрессию клеточного цикла, апоптоз, митотическую рекомбинацию, генетическую нестабильность и модификации гетерохроматина. Tony Kouzarides с коллегами сообщают от беспрецендентной роли JAK2 в ядре, показав, что она фосфорилирует стержневой гистон H3, чтобы предупредить его от соединения с heterochromatin protein 1alpha (HP1alpha).

Используя конфокальную иммунофлюоресценцию, авт. наблюдали, что JAK2 присутствует в ядрах клеток разных гематопоэтических линий. Они установили, что JAK2 специфически фосфорилирует гистон H3 как in vitro, так и in vivo. Фосфорилирование происходит по остатку tyrosine (Y41), который расположен в первой спирали H3, в регионе, контролирующем ремоделирование нуклеосом. Уровни фосфорилированного H3Y41 (H3Y41ph) увеличиваются, когда JAK2 активируется с помощью цитокинов, тогда как фосфорилирование быстро теряется после воздействия на JAK2 ингибиторов, это указывает на то, что JAK2 непосредственно фосфорилирует H3Y41 in vivo.

Т.к. JAK путь ранее описывался как изменяющий структуру гетерохроматина за стчет нарушения локализации HP1, поэтому авт. исследовали, может ли JAK2-зависимое фосфорилирование H3 регулировать связывание H3-HP1. Они установили, что HP1alpha изоформа соединяется с H3 пептидом. содержащим Tyr41 in vitro, и что это связывание ингибируется после фосфорилирования Tyr41. Более того, анализ permeabilized ядер, приготовленных из гематопоэтических клеток, культивируемых в присутствии или отсутствии JAK2 ингибиторов, показал, что блокирование активности JAK2 снижает уровень H3Y41ph и увеличивает пропорцию связанного с хроматином HP1alpha. Т.о., JAK2-обусловленное фосфорилирование H3 модулирует связывание HP1alpha с хроматином in vivo.

Но каково физиологическое значение фосфорилирования H3Y41? Авт. анализировали профили экспрессии мРНК гематопоэтических клеток, обработанных или нет JAK2 ингибиторами, чтобы идентифицировать мишени для JAK2. Цитоплазматическая JAK2, как известно, передает сигналы посредством signal transducer and activator of transcription 5 (STAT5). В дополнение к известным мишеням канонического JAK2-STAT5 сигнального пути они установили, что гены, лишенные предсказанного сайта связывания для STAT5, включая гематопоэтический онкоген LIM domain only 2 (LMO2), также регулировались с помощью JAK2. Иммунопреципитация хроматина выявила, что подавление LMO2 сопровождается низкими уровнями H3Y41ph и увеличением связывания HP1alpha в местах, окружающих точку старта транскрипции LMO2. Это указывает на то, что JAK2-обусловленное фосфорилирование H3Y41 исключает HP1alpha с промотора LMO2 и выявляет связь между генами JAK2 и LMO2, оба участвуют в нормальном гематопоэзе и лейкемии.

Т.о., данное исследование впервые показало, что JAK2 обладает ядерной функцией. Она непосредственно фосфорилирует гистон H3 и предупреждает HP1alpha от связывания с хроматином в сайте вблизи H3Y41. Фосфорилирование H3Y41 может регулировать архитектуру хроматина в специфических регионах промотора и способствовать генной экспрессии.