В клетках эукариот ядерная оболочка пронизана комплексами ядерных пор (NPCs), которые являются крупными мультибелковыми каналами, состоящими из множественных копий ~ 30 различных nucleoporins. Они могут быть подразделены на каркасные nucleoporins (которые внедрены в ядерную мембрану) и периферические nucleoporins (которые распространяются каналы пор или как филаменты в цитоплазму и нуклеоплазму). Кроме функции транспортных каналов NPCs участвуют в регуляции экспрессии генов и организации хроматина. У дрожжей nucleoporins ассоциируют с промоторами и 3' концами активно транскрибируемых генов, экспрессия которых увеличивает при взаимодействии с NPCs. Однако роль nucleoporins в регуляции экспрессии генов у высших эукариот и происхоят ли nucleoporin-chromatin взаимодействия исключительно на ядерных порах, неизвестны. Теперь показано, что nucleoporins способствуют транскрипции у Drosophila melanogaster и что это происходит в нуклеоплазме, вдали от ядерных пор.
Kalverda et al. картировали взаимодействия nucleoporin 50 (NUP50), NUP62 и NUP98 с хроматином в эмбриональных клетках D. melanogaster. Они установили, что три nucleoporins взаимодействуют со сходными наборами активно транскрибируемых генов и что эти гены преимущественно участвуют в развитии и клеточном цикле.
У высших эукариот многие периферические nucleoporins, включая NUP50, NUP62 и NUP98, мобильны и перемещаются с и на NPCs. Чтобы различить между нуклеопорин-хроматиновыми взаимодействиями и в NPCs, авт. использовали укороченную версию NUP98, которая локализуется исключительно в нуклеоплазме и NUP98, слитый с интегральным мембранным нуклеопорином, который закреплен на NPC. Они установили, что нуклеоплазматические NUP98 приходятся на большую часть NUP98-связанных доменов хроматина и отличаются от тех, что связаны с NPC-закрепленными NUP98. Более того, гены, которые взаимодействуют с нуклеоплазматическими NUP98 обнаруживают высокие уровни транскрипции, указывая тем самым, что нуклеоплазматические nucleoporins активируют экспрессию генов. Это подтверждается наблюдением, что с NUP50- и NUP98-связанные гены обнаруживают пониженные уровни экспрессии вследствие нокдауна NUP50 и NUP98 и активируются при избыточной экспрессии нуклеоплазматических NUP98.
Capelson et al. провели иммунофлюоресцентное исследование по распространению политенных хромосом, используя антитела против компонентов NPC. Они выявили специфические паттерны связывания - которые варьировали на разных ст. развития - для каждого компонента NPC, подтвердив тем самым, что они нацелены на определенные сайты генома и что гены мишени важны для развития. Более того, окрашивание интактных ядер показало, что SEC13 и NUP88 (два периферических нуклеопорина) взаимодействуют с хроматином вдали от ядерной оболочки, это подтверждает, что они действуют в нуклеоплазме.
Путем сравнения паттерна связывания хроматина нуклеопоринами с таковым для активной RNA polymerase II (RNAPII), Capelson et al. показали, что нуклеопорины соединяются с активно транскрибируемыми генами, это указыает на то, что они способствуют транскрипции. В самом деле, SEC13 нокдаун снижает активацию генов мишеней , а RNAPII окрашивание на SEC13-связанных сайтах хроматина подтверждает роль периферических нуклеопоринов в индукции транскрипции.
Всё это показывает, что нуклеопорины активируют гены в нуклеоплазме, растут доказательства, что компоненты NPC выполняют важные роли помимо регуляции транспорта через ядерную оболочку.
Сайт создан в системе
uCoz