Zentromere werden epigenetisch durch die Histon-H3-Variante CENP-A und nicht durch ihre DNA-Sequenz definiert. In Interphasekernen gruppieren sich Zentromere mit dem sie umgebenden Heterochromatin zu sogenannten Chromozentren. Wir untersuchen die molekulare Organisation dieser Domänen mithilfe von Proximity-Labeling in Kombination mit quantitativer Proteomik und superauflösender Mikroskopie.
Durch die Markierung der unmittelbaren Umgebung von CENP-A, HMR und HP1a konnten wir zeigen, dass Chromozentren eine geschichtete Struktur aufweisen: einen CENP-A-Kern, eine verbindende Schicht mit HMR, LHR und NLP sowie eine äußere Hülle aus HP1a-Heterochromatin. Außerdem identifizierten wir den Histon-Chaperon Spt6 als einen Faktor, der zur Erhaltung von CENP-A beiträgt. Spt6 sorgt dafür, dass bereits vorhandene CENP-A-Nukleosomen während der Transkription in der Mitose und der G1-Phase am Zentromer verbleiben.
Mit AMPL-MS, einer neuen antikörpergestützten Methode zum Proximity-Labeling von Proteinen und RNA, konnten wir zeigen, dass RNA dazu beiträgt, diese Chromatindomänen zusammenzuhalten. Dieselben Untersuchungen brachten zudem zentromerische R-Loops zum Vorschein, die mit der RNA-Helikase MLE verbunden sind. Derzeit erweitern wir diese Arbeiten auf menschliche Zentromere.
Wichtige Publikationen
Parashara, P. et al. PLK1-mediated phosphorylation cascade activates Mis18 complex to ensure centromere inheritance. Science 385, 1098–1104 (2024). 10.1126/science.ado8270
Choudhury R et al. (2024) The role of RNA in the maintenance of chromatin domains as revealed by antibody-mediated proximity labelling coupled to mass spectrometry. eLife 13:e95718. 10.7554/elife.95718
Lukacs A, Thomae AW et al. (2021) PLOS Genetics (see above).
Bobkov GOM et al. (2020) Spt6 is a maintenance factor for centromeric CENP-A. Nature Communications 11. 10.1038/s41467-020-16695-7
Kochanova NY et al. (2020) Nucleic Acids Research (see above).