Telomeres reforged with non-telomeric sequences in mouse embryonic stem cells.
Telomeres reforged with non-telomeric sequences in mouse embryonic stem cells.
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DOI：
10.1038/s41467-021-21341-x
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发表时间：
2021-02-17
影响因子：
16.6
通讯作者：
Lee J
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kim C;Sung S;Kim JS;Lee H;Jung Y;Shin S;Kim E;Seo JJ;Kim J;Kim D;Niida H;Kim VN;Park D;Lee J
端粒是维持线性染色体稳定性的高度精细系统的一部分。大多数端粒依赖于简单的重复序列和端粒酶来保护染色体末端;然而，在某些物种或端粒酶缺陷的情况下，使用端粒延长（ALT）机制。ALT主要利用基于重组的复制机制，并且基于ALT的端粒的成分根据模型而变化。在这里，我们表明，小鼠端粒可以利用非端粒，独特的序列，除了端粒重复。我们建立了一个特定的亚端粒元素，ALT（mTALT）的小鼠模板，用于修复端粒DNA损伤，以及组成部分的端粒ALT依赖性小鼠胚胎干细胞。ALT激活前后的表观基因组学和蛋白质组学分析揭示了高水平的非编码mTALT转录本，尽管基于mTALT的端粒具有异染色质性质。ALT激活后，增加的HMGN 1（一种非组蛋白染色体蛋白）通过调节端粒转录来维持端粒稳定性。这些发现为研究端粒新结构的进化提供了分子基础。端粒可以通过一种称为端粒替代延长（ALT）的端粒非依赖性机制来维持。在这里，作者使用小鼠Terc（端粒酶RNA）敲除胚胎细胞，并提供了纵向分析ALT端粒与非端粒序列保持。
Telomeres are part of a highly refined system for maintaining the stability of linear chromosomes. Most telomeres rely on simple repetitive sequences and telomerase enzymes to protect chromosomal ends; however, in some species or telomerase-defective situations, an alternative lengthening of telomeres (ALT) mechanism is used. ALT mainly utilises recombination-based replication mechanisms and the constituents of ALT-based telomeres vary depending on models. Here we show that mouse telomeres can exploit non-telomeric, unique sequences in addition to telomeric repeats. We establish that a specific subtelomeric element, the mouse template for ALT (mTALT), is used for repairing telomeric DNA damage as well as for composing portions of telomeres in ALT-dependent mouse embryonic stem cells. Epigenomic and proteomic analyses before and after ALT activation reveal a high level of non-coding mTALT transcripts despite the heterochromatic nature of mTALT-based telomeres. After ALT activation, the increased HMGN1, a non-histone chromosomal protein, contributes to the maintenance of telomere stability by regulating telomeric transcription. These findings provide a molecular basis to study the evolution of new structures in telomeres. Telomeres can be maintained by a telomerase-independent mechanism called an alternative lengthening of telomeres (ALT). Here the authors use mouse Terc (telomerase RNA) knockout embryonic cells and provide longitudinal analysis of ALT telomeres maintained with non-telomeric sequences.
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