Polycomb-dependent differential chromatin compartmentalization determines gene coregulation in Arabidopsis

Autor: Jing An, Javier Antunez-Sanchez, Natalia Y. Rodriguez-Granados, Martin Crespi, David Latrasse, Ying Huang, Juan Sebastian Ramirez-Prado, Magdy M. Mahfouz, Federico Ariel, Lorenzo Concia, Moussa Benhamed, Sanchari Sicar, Deborah Manza-Mianza, Fredy Barneche, Heribert Hirt, Aline V. Probst, José F. Gutierrez-Marcos, Rim Brik-Chaouche, Catherine Bergounioux, Cécile Raynaud, Simon Amiard
Přispěvatelé: Institut des Sciences des Plantes de Paris-Saclay (IPS2 (UMR_9213 / UMR_1403)), Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), University of Warwick [Coventry], King Abdullah University of Science and Technology (KAUST), Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Génétique, Reproduction et Développement (GReD), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Clermont Auvergne (UCA), Universidad Nacional del Litoral [Santa Fe] (UNL), Institut Universitaire de France (IUF), Ministère de l'Education nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche (M.E.N.E.S.R.), Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS), Département de Biologie - ENS Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Institut Universitaire de France (IUF)China Scholar Council fellowships 201806690005, ANR-19-CE20-0001,3DWheat,Une approche tridimensionnelle de génomique fonctionnelle pour identifier les cibles contrôlant la réponse au stress thermique chez le blé(2019), Raynaud, Cécile, Une approche tridimensionnelle de génomique fonctionnelle pour identifier les cibles contrôlant la réponse au stress thermique chez le blé - - 3DWheat2019 - ANR-19-CE20-0001 - AAPG2019 - VALID
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Genome Research
Genome Research, Cold Spring Harbor Laboratory Press, 2021, 31 (7), pp.1230-1244. ⟨10.1101/gr.273771.120⟩
Genome Research, 2021, 31 (7), pp.1-63. ⟨10.1101/gr.273771.120⟩
ISSN: 1088-9051
1549-5469
Popis: In animals, distant H3K27me3-marked Polycomb targets can establish physical interactions forming repressive chromatin hubs. In plants, growing evidence suggests that H3K27me3 acts directly or indirectly to regulate chromatin interactions, although how this histone modification modulates 3D chromatin architecture remains elusive. To decipher the impact of the dynamic deposition of H3K27me3 on the Arabidopsis thaliana nuclear interactome, we combined genetics, transcriptomics, and several 3D epigenomic approaches. By analyzing mutants defective for histone H3K27 methylation or demethylation, we uncovered the crucial role of this chromatin mark in short- and previously unnoticed long-range chromatin loop formation. We found that a reduction in H3K27me3 levels led to a decrease in the interactions within Polycomb-associated repressive domains. Regions with lower H3K27me3 levels in the H3K27 methyltransferase clf mutant established new interactions with regions marked with H3K9ac, a histone modification associated with active transcription, indicating that a reduction in H3K27me3 levels induces a global reconfiguration of chromatin architecture. Altogether, our results reveal that the 3D genome organization is tightly linked to reversible histone modifications that govern chromatin interactions. Consequently, nuclear organization dynamics shapes the transcriptional reprogramming during plant development and places H3K27me3 as a key feature in the coregulation of distant genes.
Databáze: OpenAIRE
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