Study of the Tnfα allele homologous pairing in murine macrophages

Abstract

Several trans-allelic phenomena have been described in the past although their mode of action on gene regulation lacks mechanistic insight. Such a rare phenomenon in mammals is somatic homologous pairing. We have investigated the homologous pairing of the Tnfα locus in LPS stimulated mouse macrophages and found that it occurs early upon activation prior to the Tnfα gene expression switch from monoallelic to biallelic. The proposed regulatory mechanism involves two complementary long non-coding RNAs transcribed from the LT/TNF locus, a protein kinase with transactivation potential and a protein considered to be the mammalian homolog of the Drosophila GAGA-factor involved in transvection. We believe that homologous pairing as a part of genome organization in mammals will be of general interest and propose a mechanism for the regulation of mono- to bi-allelic switch of gene expression.

Αρκετά δια-αλληλικά φαινόμενα έχουν περιγραφεί στο παρελθόν, παρότι ο ρόλος τους στη ρύθμιση γονιδίων δεν έχει ακόμα αποσαφηνιστεί. Ένα τέτοιο σπάνιο φαινόμενο στα θηλαστικά είναι η σωματική ομόλογη αλληλεπίδραση. Μελετήσαμε την ομόλογη αλληλεπίδραση του γενετικού τόπου του Tnfα σε μακροφάγα ποντικού ενεργοποιημεένα με λιποπολυσακχαρίτη (LPS) και βρήκαμε ότι συμβαίνει νωρίς κατά την ενεργοποίηση και πριν την αλλαγή της έκφρασης του Tnfα γονιδίου από μόνο- σε δι-αλληλική. Ο προτεινόμενος ρυθμιστικός μηχανισμός περιλαμβάνει δύο συμπληρωματικά μεγάλα μη-κωδικά RNAs που μεταγράφονται από τον LT/TNF γενετικό τόπο, μια πρωτεϊνική κινάση με δυνατότητα ενεργοποίησης από απόσταση και μια πρωτεΐνη που θεωρείται να είναι το ομόλογο του παράγοντα GAGA της Δροσόφιλα, στα θηλαστικά. Πιστεύουμε ότι η ομόλογη αλληλεπίδραση, ως μέρος της γονιδιωματικής οργάνωσης των θηλαστικών θα έχει γενικότερο ενδιαφέρον και προτείνουμε ένα μηχανισμό για τη ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης από μόνο- σε δι-αλληλική.