Phosphorylation-dependent mitotic SUMOylation drives nuclear envelope-chromatin interactions.
Phosphorylation-dependent mitotic SUMOylation drives nuclear envelope-chromatin interactions.
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DOI：
10.1083/jcb.202103036
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发表时间：
2021-12-06
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Wozniak RW
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ptak C;Saik NO;Premashankar A;Lapetina DL;Aitchison JD;Montpetit B;Wozniak RW
在有丝分裂后期，染色质与内核膜 (INM) 的相互作用被重新建立并传递到有丝分裂后的细胞核。如 Ptak 和 Saik 等人所示，在酿酒酵母中，这一过程受到 INM 处 SUMO 化波的支持，该波由 SUMO E3 连接酶 Siz2 与 VAP 蛋白 Scs2 的结合引导。在真核生物中，染色质与内核膜 (INM) 和核孔复合物 (NPC) 的结合有助于基因组的空间组织和对基因表达很重要的表观遗传程序。在有丝分裂中，染色质与核膜 (NE) 的相互作用消失，然后随着姐妹染色体分离到有丝分裂后的细胞核而再次形成。通过研究酿酒酵母中的这些过程，我们发现了时间和空间上受控的磷酸化依赖性 SUMO 化事件，这些事件可积极调节中期后染色质与 NE 的关联。我们的工作建立了有丝分裂期间 SUMO 连接酶 Siz2 磷酸化介导的 INM 靶向机制，其中 Siz2 结合 VAP 蛋白 Scs2 并对其进行 SUMO 化。通过 Scs2 招募 Siz2 进一步导致沿 INM 的一波 SUMOylation，支持亚端粒染色质在 INM 的组装和锚定，以及在有丝分裂后期和 G1 期将活性基因 (INO1) 定位到 NPC。
Late in mitosis, chromatin interactions with the inner nuclear membrane (INM) are reestablished and passed to postmitotic nuclei. As shown in Ptak and Saik et al., in S. cerevisiae this process is supported by a wave of SUMOylation at the INM directed by the binding of the SUMO E3-ligase Siz2 to the VAP protein Scs2. In eukaryotes, chromatin binding to the inner nuclear membrane (INM) and nuclear pore complexes (NPCs) contributes to spatial organization of the genome and epigenetic programs important for gene expression. In mitosis, chromatin–nuclear envelope (NE) interactions are lost and then formed again as sister chromosomes segregate to postmitotic nuclei. Investigating these processes in S. cerevisiae, we identified temporally and spatially controlled phosphorylation-dependent SUMOylation events that positively regulate postmetaphase chromatin association with the NE. Our work establishes a phosphorylation-mediated targeting mechanism of the SUMO ligase Siz2 to the INM during mitosis, where Siz2 binds to and SUMOylates the VAP protein Scs2. The recruitment of Siz2 through Scs2 is further responsible for a wave of SUMOylation along the INM that supports the assembly and anchorage of subtelomeric chromatin at the INM and localization of an active gene (INO1) to NPCs during the later stages of mitosis and into G1-phase.
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