Nuclear organization of RNA polymerase II transcription

Transcription occurs at distinct nuclear compartments termed transcription factories that are specialized for transcription by 1 of the 3 polymerase complexes (I, II, or III). Protein-coding genes appear to move in and out of RNA polymerase II (RNAPII) compartments as they are expressed and silenced. In addition, transcription factories are sites where several transcription units, either from the same chromosome or different chromosomes, are transcribed. Chromosomes occupy distinct territories in the interphase nucleus with active genes preferentially positioned on the periphery or even looped out of the territory. These chromosome territories have been observed to intermingle in the nucleus, and multiple interactions among different chromosomes have been identified in genome-wide studies. Deep sequencing of the transcriptome and RNAPII associated on DNA obtained by chromatin immunoprecipitation have revealed a plethora of noncoding transcription and intergenic accumulations of RNAPII that must also be considered in models of genome function. The organization of transcription into distinct regions of the nucleus has changed the way we view transcription with the evolving model for silencing or activation of gene expression involving physical relocation of the transcription unit to a silencing or activation compartment, thus, highlighting the need to consider the process of transcription in the 3-dimensional nuclear space. Key words: cell nucleus, RNA polymerase II, transcription, fluorescence in situ hybridization, chromosome conformation capture. La transcription se deroule dans des compartiments nucleaires distincts appeles foyers de transcription, qui sont specialises dans la transcription parun des trois complexes de polymerases (I, II ou III). Les genes codant les proteines semblent aller et venir des compartiments de l'ARN polymerase II (ARNPII) au fur et a mesure qu'ils s'expriment et deviennent silencieux. De plus, les foyers de transcription constituent des sites ou plusieurs unites de transcription, qu'elles proviennent d'un meme chromosome ou de chromosomes differents, sont transcrites. Les chromosomes occupent des territoires distincts dans le noyau en interphase ou les genes actifs se positionnent de preference en peripherie ou sont meme ecartes du territoire. L'on observe que ces territoires chromosomiques s'entrecroisent dans le noyau et plusieurs interactions entre differents chromosomes ont ete identifiees par des etudes realisees a l'echelle du genome. Le sequencage a tres haut debit du transcriptome et l' ARNPII associee a l'ADN obtenue par immunoprecipitation de chromatine ont revele une transcription non-codante abondante et des accumulations intergeniques d'ARNPII, qui doivent egalement etre prises en compte dans les modeles de la fonction du genome. L'organisation de la transcription a l'interieur de regions distinctes du noyau a change la maniere dont nous voyons la transcription, avec le modele en evolution de silencage ou d'activation de l'expression des genes impliquant la relocalisation de l'unite de transcription vers des compartiments de silencage ou d'activation, soulignant ainsi la necessite de considerer le processus de la transcription dans l'espace nucleaire en trois dimensions. [Traduit par la Redaction] Mots-cles : noyau cellulaire, ARN polymerase II, transcription, hybridation en fluorescence in situ, capture des conformations chromosomiques.
Introduction Transcription at distinct nuclear foci was first observed through the incorporation of a halogenated nucleotide into nascent transcripts (Jackson et al. 1993; Wansink et al. 1993). Using this technique, [...]