ZM
Ziva Misulovin
Author with expertise in Genome Evolution and Polyploidy in Plants
Achievements
Open Access Advocate
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
2
(100% Open Access)
Cited by:
0
h-index:
34
/
i10-index:
52
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

Cohesin occupancy and composition at enhancers and promoters are linked to DNA replication origin proximity inDrosophila

Michelle Pherson et al.Feb 3, 2019
Abstract Cohesin consists of the Smc1-Smc3-Rad21 tripartite ring and the SA protein that interacts with Rad21. The Nipped-B protein loads cohesin topologically around chromosomes to mediate sister chromatid cohesion and facilitate long-range control of gene transcription. It is largely unknown how Nipped-B and cohesin associate specifically with gene promoters and transcriptional enhancers, or how sister chromatid cohesion is established. Here we use genome-wide chromatin immunoprecipitation in Drosophila cells to show that SA and the Fs(1)h (BRD4) BET domain protein help recruit Nipped-B and cohesin to enhancers and DNA replication origins, while the MED30 subunit of the Mediator complex directs Nipped-B and Rad21 to promoters. All enhancers and their neighboring promoters are close to DNA replication origins and bind SA with proportional levels of cohesin subunits. Most promoters are far from origins and lack SA, but bind Nipped-B and Rad21 with sub-proportional amounts of Smc1, indicating that they bind SA-deficient cohesin part of the time. Genetic data confirm that Nipped-B and Rad21 function together with Fs(1)h in vivo to facilitate Drosophila development. These findings demonstrate that Nipped-B and cohesin are differentially targeted to enhancers and promoters and suggest models for how SA and DNA replication help establish sister chromatid cohesion and facilitate enhancer-promoter communication. They indicate that SA is not an obligatory cohesin subunit but a factor that controls cohesin location on chromosomes.
0

Brca2, Pds5 and Wapl differentially control cohesin chromosome association and function

Ziva Misulovin et al.Jul 31, 2017
Abstract The cohesin complex topologically encircles chromosomes and mediates sister chromatid cohesion to ensure accurate chromosome segregation upon cell division. Cohesin also participates in DNA repair and gene transcription. The Nipped-B – Mau2 protein complex loads cohesin onto chromosomes and the Pds5 - Wapl complex removes cohesin. Pds5 is also essential for sister chromatid cohesion, indicating that it has functions beyond cohesin removal. The Brca2 DNA repair protein interacts with Pds5, but the roles of this complex beyond DNA repair are unknown. Here we show that Brca2 opposes Pds5 function in sister chromatid cohesion by assaying precocious sister chromatid separation in metaphase spreads of cultured cells depleted for these proteins. By genome-wide chromatin immunoprecipitation we find that Pds5 facilitates SA cohesin subunit association with DNA replication origins and that Brca2 inhibits SA binding, mirroring their effects on sister chromatid cohesion. Cohesin binding is maximal at replication origins and extends outward to occupy active genes and regulatory sequences. Pds5 and Wapl, but not Brca2, limit the distance that cohesin extends from origins, thereby determining which active genes, enhancers and silencers bind cohesin. Using RNA-seq we find that Brca2, Pds5 and Wapl influence the expression of most genes sensitive to Nipped-B and cohesin, largely in the same direction. These findings demonstrate that Brca2 regulates sister chromatid cohesion and gene expression in addition to its canonical role in DNA repair and expand the known functions of accessory proteins in cohesin’s diverse functions. Author summary The cohesin protein complex has multiple functions in eukaryotic cells. It ensures that when a cell divides, the two daughter cells receive the correct number of chromosomes. It does this by holding together the sister chromatids that are formed when chromosomes are duplicated by DNA replication. Cohesin also helps repair damaged DNA, and to regulate genes important for growth and development. Even minor deficiencies in some proteins that regulate cohesin cause significant human birth defects. Here we investigated in Drosophila cells how three proteins, Pds5, Wapl and Brca2, determine where cohesin binds to chromosomes, control cohesin’s ability to hold sister chromatids together, and participate in gene expression. We find that Pds5 and Wapl work together, likely during DNA replication, to determine which genes bind cohesin by controlling how far cohesin spreads out along chromosomes. Pds5 is required for cohesin to hold sister chromatids together, and Brca2 counteracts this function. In contrast to the opposing roles in sister chromatid cohesion, Pds5 and Brca2 work together to facilitate control of gene expression by cohesin. Brca2 plays a critical role in DNA repair, and these studies expand the known roles for Brca2 by showing that it also regulates sister chromatid cohesion and gene expression. BRCA2 mutations in humans increase susceptibility to breast and ovarian cancer, and these findings raise the possibility that changes in chromosome segregation or gene expression might contribute to the increased cancer risk associated with these mutations.