SESAME-catalyzed H3T11 phosphorylation inhibits Dot1-catalyzed H3K79me3 to regulate autophagy and telomere silencing.
SESAME-catalyzed H3T11 phosphorylation inhibits Dot1-catalyzed H3K79me3 to regulate autophagy and telomere silencing.
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SESAME 催化的 H3T11 磷酸化抑制 Dot1 催化的 H3K79me3 调节自噬和端粒沉默
DOI：
10.1038/s41467-022-35182-9
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发表时间：
2022-12-06
影响因子：
16.6
通讯作者：
Li, Shanshan
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
He, Fei;Yu, Qi;Wang, Min;Wang, Rongsha;Gong, Xuanyunjing;Ge, Feng;Yu, Xilan;Li, Shanshan
糖酵解酶丙酮酸激酶 Pyk1 通过磷酸化组蛋白 H3T11 (H3pT11) 来维持端粒异染色质，从而促进 SIR（沉默信息调节因子）复合物与端粒结合并防止自噬介导的 Sir2 降解。然而，H3pT11 的确切作用机制尚不清楚。在这里，我们报告 H3pT11 直接抑制 Dot1 催化的 H3K79 三甲基化 (H3K79me3)，并揭示这种组蛋白串扰如何调节自噬和端粒沉默。从机制上来说，Pyk1催化的H3pT11直接减少Dot1与染色质的结合，并抑制Dot1催化的H3K79me3，从而导致自噬基因的转录抑制，从而减少自噬。尽管H3pT11和H3K79me3之间存在拮抗作用，但它们共同促进SIR复合物在端粒上的结合，以维持端粒沉默。此外，我们确定 Reb1 是一种端粒相关因子，它将包含 Pyk1 的 SESAME（包含丝氨酸响应 SAM 的代谢酶）复合物招募到端粒区域，使 H3T11 磷酸化，并阻止 H3K79me3 从常染色质侵入异染色质，以维持端粒沉默。总之，这些结果揭示了组蛋白串扰，并为响应细胞代谢的沉默异染色质和自噬的动态调节提供了见解。 H3T11 磷酸化如何发挥生物学功能仍知之甚少。在这里，作者表明 H3pT11 直接抑制 Dot1 催化的 H3K79 三甲基化 (H3K79me3)，并揭示了这种组蛋白串扰如何调节自噬和端粒沉默。
The glycolytic enzyme, pyruvate kinase Pyk1 maintains telomere heterochromatin by phosphorylating histone H3T11 (H3pT11), which promotes SIR (silent information regulator) complex binding at telomeres and prevents autophagy-mediated Sir2 degradation. However, the exact mechanism of action for H3pT11 is poorly understood. Here, we report that H3pT11 directly inhibits Dot1-catalyzed H3K79 tri-methylation (H3K79me3) and uncover how this histone crosstalk regulates autophagy and telomere silencing. Mechanistically, Pyk1-catalyzed H3pT11 directly reduces the binding of Dot1 to chromatin and inhibits Dot1-catalyzed H3K79me3, which leads to transcriptional repression of autophagy genes and reduced autophagy. Despite the antagonism between H3pT11 and H3K79me3, they work together to promote the binding of SIR complex at telomeres to maintain telomere silencing. Furthermore, we identify Reb1 as a telomere-associated factor that recruits Pyk1-containing SESAME (Serine-responsive SAM-containing Metabolic Enzyme) complex to telomere regions to phosphorylate H3T11 and prevent the invasion of H3K79me3 from euchromatin into heterochromatin to maintain telomere silencing. Together, these results uncover a histone crosstalk and provide insights into dynamic regulation of silent heterochromatin and autophagy in response to cell metabolism. How H3T11 phosphorylation exerts biological functions remains poorly understood. Here, authors show that H3pT11 directly inhibits Dot1-catalyzed H3K79 tri-methylation (H3K79me3) and uncover how this histone crosstalk regulates autophagy and telomere silencing.
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