Caracterització funcional d'HP1c, la isoforma eucromàtica de les proteïnes HP1 de

Abstract

Les proteïnes HP1 (Heterocromatin protein 1) estan conservades als eucariotes, on la majoria de les espècies contenen vàries isoformes. A partir de les propietats de l'HP1a de Drosophila, s'ha proposat que les proteïnes HP1 uneixen la metilació de l'H3K9 i recluten factors involucrats en l'ensamblatge de l'heterocromatina i el silenciament. No se sap, però, si aquest model és aplicable a totes les isoformes d'HP1 i tots el contextos funcionals. En aquest article aportem que l'HP1c regula l'expressió gènica, ja que (1) localitza a dominis de cromatina activa, on colocalitza abastament amb la forma pausada de la RNA polimerasa II (RNApolII), PolIIser5, i amb la trimetilació de l'H3K4, suggerint una contribució a la regulació transcripcional; (2) la seva localització ectòpica a un gen reporter no indueix el seu silenciament, ans el contrari, incrementa la seva expressió, i (3) interacciona amb dues proteïnes que contenen varis Zn-fingers, WOC (without children) i ROW (Relative of WOC, que són putatius factors de transcripció. També mostrem que tot i que l'HP1c s'uneix eficientment a la metilació de l'H3K9 in vitro, la seva unió a la cromatina in vivo depèn estrictament de WOC i ROW. A més a més, les anàlisis d'expressió realitzades indiquen que HP1c, WOC i ROW regulen un programa d'expressió gènica comú, el qual és executat en part, en el context del sistema nerviós. A partir d'aquestes dades, que revelen la contribució de factors que uneixen ADN a la funcionalitat i el reclutament de l'HP1c, les proteïnes HP1 emergeixen com una família de proteïnes reguladores de la cromatina cada cop més diversa.

Heterochromatin protein 1 (HP1) proteins are conserved in eukaryotes, with most species containing several isoforms. Based on the properties of Drosophila HP1a, it was proposed that HP1s bind H3K9me2,3 and recruit factors involved in heterochromatin assembly and silencing. Yet, it is unclear whether this general picture applies to all HP1 isoforms and functional contexts. Here, we report that Drosophila HP1c regulates gene expression, as (1) it localizes to active chromatin domains, where it extensively colocalizes with the poised form of RNApolymerase II (RNApol II), Pol IIoser5, and H3K4me3, suggesting a contribution to transcriptional regulation; (2) its targeting to a reporter gene does not induce silencing but, on the contrary, increases its expression, and (3) it interacts with the zinc-finger proteins WOC (without children) and Relative-of-WOC (ROW), which are putative transcription factors. Here, we also show that, although HP1c efficiently binds H3K9me2,3 in vitro, its binding to chromatin strictly depends on both WOC and ROW. Moreover, expression profiling indicates that HP1c, WOC, and ROW regulate a common gene expression program that, in part, is executed in the context of the nervous system. From this study, which unveils the essential contribution of DNA-binding proteins to HP1c functionality and recruitment, HP1 proteins emerge as an increasingly diverse family of chromatin regulators.