Phenotypic and functional analyses for individual subunits of Rpd3L HDAC upon environmental stresses

Abstract

Rpd3 is a catalytic subunit of two histone deacetylase complexes, Rpd3L (Rpd3 large) HDAC and Rpd3S (Rpd3 small) HDAC. Rpd3L HDAC mainly deacetylates histones at promoter regions to repress transcription by RNA Polymerase II (RNA Pol II). Instead, Rpd3S HDAC is known to reduce histone acetylation within gene bodies to inhibit transcription initiation from internal cryptic promoters and slow elongation. A previous study showed that mutants for several subunits of Rpd3L HDAC were sensitive to heat shock stress probably because of defects in the induction of genes required for cell survival upon heat shock. To explore the functions of all individual subunits of Rpd3L HDAC in heat shock response, I monitored the heat-sensitive phenotypes of all mutants for Rpd3L. Interestingly, Rpd3L components were divided into four groups based on their heat sensitivity. In addition, global gene expression changes were analyzed upon heat shock stress using mutants from each group. All mutants tested showed defects in gene induction even though they exhibited differential sensitivities to heat shock. In contrast, gene repression upon heat shock is more closely related to the heat-sensitivity of each mutant. Finally, the sensitivity of individual mutants for Rpd3L subunits varied with stresses (osmotic pressure or DNA replication stress). These findings suggest that proper gene repression by Rpd3L HDAC may support cell fitness upon heat shock. Furthermore, Rpd3L HDAC may have sub-complexes supporting cell viability under different stress conditions.;Rpd3은 2개의 히스톤 탈아세틸화 복합체, Rpd3L 히스톤 탈아세틸화 복합체(HDAC) 및 Rpd3S 히스톤 탈아세틸화 복합체의 촉매 소단위입니다. Rpd3L HDAC은 주로 프로모터 영역에서 히스톤을 탈아세틸화하여 RNA 중합효소 II (RNA polymerase II)에 의한 전사를 억제합니다. 대신, Rpd3S HDAC는 유전자 본체 내에서 히스톤 아세틸화를 감소시켜 내부 잠복 프로모터로부터 전사 개시를 억제하고 신장을 느리게 하는 것으로 알려져 있습니다. 이전 연구에서는 Rpd3L HDAC의 여러 소단위에 대한 돌연변이체가 열 충격 시 세포 생존에 필요한 유전자 유도의 결함으로 인해 열 충격 스트레스에 민감한 것으로 나타났습니다. 열 충격 반응에서 Rpd3L HDAC의 모든 개별 소단위의 기능을 탐색하기 위해 Rpd3L에 대한 모든 돌연변이체의 열에 민감한 표현형을 모니터링했습니다. 흥미롭게도 Rpd3L 구성 요소는 열 민감도에 따라 네 그룹으로 나뉩니다. 또한, 각 그룹의 돌연변이를 사용하여 열 충격 스트레스에 따른 전체 유전자 발현 변화를 분석했습니다. 테스트한 모든 돌연변이체는 열 충격에 대한 민감성을 다르게 나타냈음에도 불구하고 유전자 유도에 결함이 있는 것으로 나타났습니다. 대조적으로, 열 충격에 대한 유전자 억제는 각 돌연변이의 열 민감성과 더 밀접하게 관련되어 있습니다. 마지막으로, Rpd3L 소단위에 대한 개별 돌연변이체의 민감도는 스트레스 (삼투압 또는 DNA 복제 스트레스)에 따라 다양했습니다. 이러한 발견은 Rpd3L HDAC에 의한 적절한 유전자 억제가 열 충격 시 세포 적합성을 지원할 수 있음을 시사합니다. 또한 Rpd3L HDAC는 다양한 스트레스 조건에서 세포 생존을 지원하는 하위 복합체를 가질 수 있습니다.