Mechanisms of Archaeal Transcription Termination

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Project Summary/Abstract      Timely and accurate regulation of gene expression is required for proper growth, development,  and response to environmental stimuli.  A complete understanding of the mechanisms  employed to regulate gene expression is necessary to combat the aberrant regulation that  underlies many human developmental conditions and ailments, including cancer.  The long-­term  goals of this proposal are to determine the mechanics of RNA synthesis by DNA-­dependent  multi-­subunit RNA polymerases (RNAPs), the regulation imposed on RNAP by conserved  protein factors, select template sequences and chromatin-­barriers, and to specifically  characterize the available mechanisms to halt RNA synthesis and terminate transcription.  The  proposed experiments take advantage of an established in vivo and in vitro archaeal  transcription system from the marine hyperthermophilic organism Thermococcus kodakarensis.   Archaea offer the advantages of far less complexity but homology in many features of human  molecular biology, specifically conservation of RNAP structure and function and histone-­based  chromatin.  We will characterize factor-­dependent and intrinsic transcription termination,  polarity, the consequences of DNA damage on transcription elongation and termination, and the  role of global transcription regulation in archaeal physiology.  The results obtained will  determine the structures and sequences that support transcription elongation complex stability,  describe the mechanics of termination and allow comparisons of termination mechanisms in  each domain of life, and provide insight to control and ultimately manipulate gene expression to  counter a variety of diseases and ailments affecting human health.