Coordinate control of gene expression noise and interchromosomal interactions in a MAP kinase pathway.
Coordinate control of gene expression noise and interchromosomal interactions in a MAP kinase pathway.
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DOI：
10.1038/ncb2097
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发表时间：
2010-10
影响因子：
21.3
通讯作者：
Madhani, Hiten D.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
McCullagh, Emma;Seshan, Anupama;El-Samad, Hana;Madhani, Hiten D.
在酿酒酵母信息素反应途径中，转录因子Ste12受到两个MAP激酶响应调节因子Dig1和Dig2的抑制。这两种相关蛋白结合到Ste12的不同区域，但在抑制Ste12依赖性基因表达方面是冗余的。在这里，我们描述了Dig1的三个意想不到的函数，它们与Dig2的函数是不冗余的。首先，去除Dig1会导致交配途径转录输出中内在和外在噪音的特定增加。其次，在dig1Δ细胞中，Ste12从野生型细胞的核质分布重新定位到离散的亚核灶。第三，全基因组iChIP研究显示，ste12依赖性基因在dig1Δ细胞中显示出增加的染色体间相互作用。这些发现表明，通过远程基因相互作用来调节基因表达，这是一种广泛观察到的现象，是以增加噪音为代价的。因此，细胞可能已经进化出通过控制这些相互作用来抑制噪声的机制。
In the Saccharomyces cerevisiae pheromone-response pathway, the transcription factor Ste12 is inhibited by two MAP kinase-responsive regulators, Dig1 and Dig2. These two related proteins bind to distinct regions of Ste12 but are redundant in their inhibition of Ste12-dependent gene expression. Here we describe three unexpected functions for Dig1 that are non-redundant with those of Dig2. First, the removal of Dig1 results in a specific increase in intrinsic and extrinsic noise in the transcriptional outputs of the mating pathway. Second, in dig1Δ cells, Ste12 relocalizes from the nucleoplasmic distribution seen in wild-type cells into discrete subnuclear foci. Third, genome-wide iChIP studies revealed that Ste12-dependent genes display increased interchromosomal interactions in dig1Δ cells. These findings suggest that the regulation of gene expression through long-range gene interactions, a widely-observed phenomenon, comes at the cost of increased noise. Consequently, cells may have evolved mechanisms to suppress noise by controlling these interactions.
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