Role of histone modifications in transcription regulation upon environmental stress in eukaryotes

Bae, Hansol

Role of histone modifications in transcription regulation upon environmental stress in eukaryotes

Document Type

Doctoral thesis
Published Version

Author

Bae, Hansol

Director

Posas Garriga, Francesc
Nadal, Eulàlia de

Publication Date

2024-04-26

Pages

146 p.

Citation

Bae, H. Role of histone modifications in transcription regulation upon environmental stress in eukaryotes. Universitat Pompeu Fabra; 2024. handle: http://hdl.handle.net/10803/690850

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Doctoral program

Programa de Doctorat en Biomedicina

Abstract

Epigenetic modification serves as a crucial mechanism in regulating gene expression and facilitating cellular adaptation to environmental stress. This study aimed to identify histone residues and their associated post-translational modifications (PTMs) that contribute to stress response and adaptation in the eukaryotic model organism Saccharomyces cerevisiae. A comprehensive set of histone mutants was analyzed to understand the transcriptional and phenotypic effects of potential histone PTMs. Through rigorous selection criteria and extensive experimental validation, we refined our list of candidate histone residues for further study. Histone H3 lysine 64 (H3-K64) emerged as a key player, exhibiting significant transcriptional effects in a PTM-dependent manner. We postulated the PTM involved in this process and investigated the potential regulatory mechanisms of those PTMs involved in this process. Our findings suggest a potential association of the stress response modulating transcription factor, Msn2, and the Set domain-containing methyltransferase, Set1, in the regulation of H3-K64 methylation.
La modificación epigenética desempeña un papel crucial en la regulación de la expresión génica y en la adaptación celular al estrés ambiental. Este estudio tuvo como objetivo identificar los residuos de histonas y sus modificaciones postraduccionales (PTMs) asociadas que contribuyen a la adaptación al estrés en el modelo eucariota S. cerevisiae. Se analizó un conjunto de mutantes de histonas para entender los efectos transcripcionales y fenotípicos de las PTMs de histonas. Aplicando criterios de selección rigurosos y una extensa validación experimental, refinamos nuestra lista de residuos candidatos para profundizar en su estudio. La histona H3 lisina 64 (H3-K64) exhibió defectos transcripcionales significativos de manera dependiente de sus PTMs. Postulamos posibles mecanismos regulatorios y propusimos las PTMs involucradas en este proceso. Sugerimos una asociación del factor de transcripción que modula la respuesta al estrés, Msn2, y la metiltransferasa con dominio Set, Set1, en la regulación de la metilación de H3-K64.

Keywords

Histone post-translational modification, Transcription regulation, Environmental stress, Stress adaptation, Saccharomyces cerevisiae, Modificación postraduccional de histonas, Regulación de la transcripción, Estrés ambiental, Adaptación al estrés