组蛋白乙酰化修饰参与了果蝇hsp70基因转录的调控

【摘要】：核小体中核心组蛋白N-末端赖氨酸残基的乙酰化/去乙酰化修饰(acetylation/deacetylation)在许多基因转录的调控中起着关键的作用。但是,热激蛋白(hsp)基因的是否受乙酰化修饰的调控一直是一个有争议的问题。因为hsp的表达代表了一类特殊的基因调控方式,其表达过程包括基础水平和诱导表达两个层次;同hsp基因启动子结合的RNA聚合酶Ⅱ是控制hsp基因转录的因素,并对热激作出反应以调节转录的强度。针对这一问题,我们以黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)为材料,利用去乙酰化酶(HDAC)抑制剂Trichostatin(TSA)和丁酸钠(BuA)处理、热激处理、多线染色体结构观察、半定量RT-PCR、免疫荧光等技术,从不同角度研究了乙酰化修饰与hsp70转录调控的关系及其作用机制,获得了以下的结果。(1)去乙酰化酶抑制剂TSA和BuA介导的乙酰化水平升高能够使多线染色体上hsp70基因位点处的染色质结构发生变化,显著增大该位置的膨泡(puff)的体积,表明组蛋白乙酰化修饰对hsp70基因的诱导表达有促进作用;(2)RT-PCR测定结果表明,HDAC抑制剂处理提高hsp70基因的mRNA水平,其转录活性明显高于基础水平,与热激诱导的表达水平相当;(3)利用抗乙酰化赖氨酸的单克隆抗体对热激处理的果蝇多线染色体进行原位免疫荧光实验表明热激诱导的hsp70基因位点处于高乙酰化状态,证实HDAC抑制剂诱导的hsp70基因表达升高与乙酰化有关。根据这些实验结果,我们认为组蛋白乙酰化修饰能显著提高果蝇hsp70基因的基础和诱导表达水平,证实组蛋白乙酰化修饰参与了热激蛋白基因的表达调控。本研究工作为进一步探讨阐明乙酰化/去乙酰化修饰与热激蛋白基因调控的关系及其作用机制提供了基础。