1. Nut Directs p300-Dependent, Genome-Wide H4 Hyperacetylation in Male Germ Cells
- Author
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Shiota, H, Barral, S, Buchou, T, Tan, M, Couté, Y, Charbonnier, G, Reynoird, N, Boussouar, F, Gérard, M, Zhu, M, Bargier, L, Puthier, D, Chuffart, F, Bourova-Flin, E, Picaud, S, Filippakopoulos, P, Goudarzi, A, Ibrahim, Z, Panne, D, Rousseaux, S, Zhao, Y, Khochbin, S, Institute for Advanced Biosciences / Institut pour l'Avancée des Biosciences (Grenoble) (IAB), Centre Hospitalier Universitaire [Grenoble] (CHU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Etablissement français du sang - Auvergne-Rhône-Alpes (EFS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Shanghai Institute of Materia Medica, Chinese Academy of Sciences [Changchun Branch] (CAS), Etude de la dynamique des protéomes (EDyP ), Laboratoire de Biologie à Grande Échelle (BGE - UMR S1038), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Theories and Approaches of Genomic Complexity (TAGC), Aix Marseille Université (AMU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Centre de recherche du CEA/DSV/iBiTec-S/SIMOPRO, Structural Genomics Consortium, University of Oxford, European Molecular Biology Laboratory [Grenoble] (EMBL), Ben May Department of Cancer Research, The University of Chicago Medicine, ANR-15-IDEX-0002,UGA,IDEX UGA(2015), ANR-10-INBS-0009,France-Génomique,Organisation et montée en puissance d'une Infrastructure Nationale de Génomique(2010), ANR-10-INBS-0008,ProFI,Infrastructure Française de Protéomique(2010), European Project: 289880,EC:FP7:PEOPLE,FP7-PEOPLE-2011-ITN,REPRO-TRAIN(2012), Centre Hospitalier Universitaire [Grenoble] (CHU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Etablissement français du sang - Auvergne-Rhône-Alpes (EFS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Etude de la dynamique des protéomes (EDyP), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Interactions et dynamique des environnements de surface (IDES), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Technologies avancées pour le génôme et la clinique (TAGC), Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Laboratoire de l'Informatique du Parallélisme (LIP), École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), University of Oxford [Oxford], Institut d'oncologie/développement Albert Bonniot de Grenoble (INSERM U823), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-CHU Grenoble-EFS-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Etablissement français du sang - Auvergne-Rhône-Alpes (EFS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre Hospitalier Universitaire [Grenoble] (CHU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), and Centre Hospitalier Universitaire [Grenoble] (CHU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Etablissement français du sang - Auvergne-Rhône-Alpes (EFS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])
- Subjects
Male ,Midline ,Xenopus ,[SDV]Life Sciences [q-bio] ,Carcinoma Cells ,Protamine ,[SDV.CAN]Life Sciences [q-bio]/Cancer ,[SDV.BC.BC]Life Sciences [q-bio]/Cellular Biology/Subcellular Processes [q-bio.SC] ,Histones ,Mice ,Animals ,p300-CBP Transcription Factors ,[SDV.BBM]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology ,Spermatogenesis ,lcsh:QH301-705.5 ,Infertility, Male ,ComputingMilieux_MISCELLANEOUS ,Nut ,Genome ,digestive, oral, and skin physiology ,Nuclear Proteins ,food and beverages ,Acetylation ,Spermatozoa ,[SDV.BIBS]Life Sciences [q-bio]/Quantitative Methods [q-bio.QM] ,Neoplasm Proteins ,Histone Code ,lcsh:Biology (General) ,Protein Processing, Post-Translational ,Protein Binding - Abstract
International audience; Graphical Abstract Highlights d Nut is a post-meiotically expressed gene that is critical for male fertility d Nut recruits p300 and/or CBP to enhance histone H4K5 and H4K8 acetylation d Nut-mediated histone hyperacetylation is required for histone-to-protamine transition A transcription-independent histone hyperacetylation is associated with near-total histone replacement during mouse spermatogenesis. Shiota et al. show the oncogenic factor Nut is expressed in post-meiotic male germ cells, where it recruits p300 and/or CBP and enhances histone H4K5 and H4K8 acetylation, leading to histone-to-protamine replacement.Nuclear protein in testis (Nut) is a universal oncogenic driver in the highly aggressive NUT midline carcinoma, whose physiological function in male germ cells has been unclear. Here we show that expression of Nut is normally restricted to post-meiotic spermatogenic cells, where its presence triggers p300-dependent genome-wide histone H4 hyper-acetylation, which is essential for the completion of histone-to-protamine exchange. Accordingly, theinactivation of Nut induces male sterility with spermatogenesis arrest at the histone-removal stage. Nut uses p300 and/or CBP to enhance acetylation of H4 at both K5 and K8, providing binding sites for the first bromodomain of Brdt, the testis-specific member of the BET family, which subsequently mediates genome-wide histone removal. Altogether, our data reveal the detailed molecular basis of the global histone hyperacetylation wave, which occurs before the final compaction of the male genome.
- Published
- 2018