Role of promoter in the regulation of alternative splicing

Abstract

It was shown that 95 % of human multi-exon genes are alternatively spliced and the regulation of alternative splicing is extremely complex. Most pre-mRNA splicing events occur co- transcriptionally and there is increasing body of evidence, that chromatin modifications play an important role in the regulation of alternative splicing. Here we showed that inhibition of histone deacetylases (HDACs) modulates alternative splicing of ~700 genes via induction of histone H4 acetylation and increase of Pol II elongation rate along alternative region. We identified HDAC1 the catalytic activity of which is responsible for changes in alternative splicing. Then, we analyzed whether acetylhistone binding protein Brd2 regulates alternative splicing and showed that Brd2 occupies promoter regions of targeted genes and controls alternative splicing of ~300 genes. Later we showed that knockdown of histone acetyltransferase p300 promotes inclusion of the alternative fibronectin (FN1) EDB exon. p300 associates with CRE sites in the promoter via the CREB transcription factor. We created mini-gene reporters driven by an artificial promoter containing CRE sites. Both deletion and mutation of the CRE site affected EDB alternative splicing in the same manner as the p300 knockdown. Next we showed that p300 controls histone...

Bylo ukázáno, že až 95 % genů obsahujích více než dva exony, podstupuje alternativní sestřih. Regulace alternativního sestřihu je velmi složitý proces. Většina intronů je odstraněna z pre- mRNA během transkripce a přibývá důkazů, které poukazují na důležitost chromatinových modifikací v regulaci alternativního sestřihu. V této práci ukazujeme, že inhibice histonových deacetyláz (HDACs), která způsobuje zvýšení acetylace histonů a zrychlení elongace Pol II, ovlivňuje alternativní sestřih přibližně 700 genů. Identifikovali jsme HDAC1, jejíž enzymatická aktivita je zodpovědná za změny v alternativním sestřihu. Poté jsme se zaměřili na Brd2 protein, který váže acetylované histony a ovlivňuje alternativní setřih ~ 300 genů. Dále jsme ukázali, že se Brd2 protein váže na promotory genů, které ovlivňuje. Dále jsme zjistili, že deplece histonacetyltransferázy p300 podporuje zahrnutí alternativního EDB exonu fibronektinového genu (FN1) v mRNA. Asociace p300 proteinu s CRE místy v promotoru je zprostředkována interakcí s CREB transkripčním faktorem. Vytvořili jsme sestřihové reportéry pod kontrolou arteficiálních promotorů obsahující CRE místa. Delece i mutace CRE míst v promotoru ovlivnila alternativní sestřih EDB exonu stejně jako deplece p300 proteinu. Poté jsme ukázali, že deplece p300 snižuje acetylaci...