Global and Gene-specific Transcriptional Responses to Acute Stress
Global and Gene-specific Transcriptional Responses to Acute Stress
复制标题
对急性应激的整体和基因特异性转录反应
DOI：
10.1101/2021.07.16.452657
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发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Fischl H
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Fischl H
核小体可以通过控制转录因子和RNA聚合酶II（Pol 2）进入启动子来调节转录。潜在活性基因显示出两侧为定位的-1和+1核小体的核小体耗尽区域。在酵母基因上，转录起始位点（TSS）位于+1核小体的上游，但精确的+1核小体定位是否控制Pol 2进入TSS仍不清楚。在这里，使用急性营养饥饿快速重新编程基因组，我们显示+1核小体位置的高度动态上游或下游转移，与58%基因的转录参与Pol 2水平一致。转录水平的变化广泛地反映了Pol 2占用的变化与延迟，但可以进一步影响Pub 1或Puf 3依赖的转录降解速率的变化。对急性应激的反应具有第二个组成部分，因为我们还观察到Pol 2在基因上分布的全基因组变化，与Pol 2占据的变化无关，Pol 2在+170 nt停滞位点的上游积累。数学建模支持全球增加启动子近端早期转录终止作为全球应激反应的主要组成部分。因此，我们揭示了一个双组分的应激反应，一个是针对+1核小体的，另一个是针对Pol 2自身的;一个是针对基因特异性的应激反应，另一个是针对全局性的应激反应，即在转录激活或抑制的情况下，+1核小体位置的动态移动，Pol 2的全局性靶向导致急性应激时转录的早期终止
Nucleosomes may regulate transcription by controlling access to promoters by transcription factors and RNA polymerase II (Pol2). Potentially active genes display nucleosome depleted regions flanked by positioned -1 and +1 nucleosomes. On yeast genes, the transcription start site (TSS) is on the upstream face of the +1 nucleosome, but whether precise +1 nucleosome positioning controls Pol2 access to the TSS remains unclear. Here, using acute nutrient starvation to rapidly reprogramme the genome, we show highly dynamic upstream or downstream shifts in the position of +1 nucleosomes, coincident with levels of transcriptionally engaged Pol2 at 58% of genes. Transcript level changes broadly reflect Pol2 occupancy changes with a delay but can be further influenced by Pub1 or Puf3 dependent changes in transcript degradation rates. The response to acute stress has a second component as we also observed genome-wide changes in Pol2 distribution on genes, independent of changes in Pol2 occupancy, with Pol2 accumulating upstream of a +170 nt stalling site. Mathematical modelling supports a global increase in promoter-proximal early transcription termination as a major component of the global stress response. Thus, we uncover a two-component transcriptional response to stress, one focused on the +1 nucleosome, the second on Pol2 itself.A two-component responses to acute stress involving a gene-specific response and a global responseDynamic shifting of +1 nucleosome position with transcriptional activation or repression.Global targeting of Pol2 leading to early transcription termination on acute stress
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