MYB domain proteins and the maintenance of chromosome integrity in S. Pombe

Abstract

Proteins containing Myb domains are present in a wide variety of organisms, performing different tasks. A subset of them has been related to the telomere, as they are able to bind to the telomere repeats. In this work, while characterizing several of these Myb domain proteins it was found that they can be involved in regulating both the transcription and post transcriptional modification of genes implicated in essential processes, most notably the assembly of key chromatin structures including centromeres. More precisely, in this thesis it will be shown that the essential fission yeast Myb protein Laz1 binds to promoters throughout the genome and regulates the transcription of several groups of genes, like the histones. Moreover, the same protein is also in control of the post-transcriptional clipping of the histone H3 that occurs upon G1 arrest. In addition to these roles, it will be shown that Laz1 is involved in loading the histone variant CENP-A histone into the centromeres. In this work the function of another Myb protein, Tbf1, was also studied. This protein is essential for viability and localizes to the nucleus. Truncation of Tbf1 shows that its C-terminal part, which includes the Myb domain, is fundamental for survival of the cell. It is also shown that this protein may have a telomere function, as its overexpression leads to telomere elongation. Finally, it is here described how a well characterized telomere protein containing Myb domains, Rap1, is crucial for the maintenance of the telomere chromatin structure. In summary, results from this thesis show how several proteins that share a similar domain can perform different essential tasks during the cell cycle, allowing the preservation of S. pombe chromosome integrity.

Proteínas que contêm domínios Myb estão presentes numa grande variedade de organismos, efectuando diferentes funções. Um subgrupo destas proteínas tem sido relacionado com os telómeros, pois os seus membros são capazes de se ligar às repetições teloméricas. Neste trabalho, ao caracterizar-se diversas proteínas contendo domínios Myb, descobriu-se que estas podem estar envolvidas em regular não só a transcrição, como também modificações pós-transcripcionais de genes associados a processos essenciais. Entre os processos abrangidos encontra-se a montagem de estruturas chave na cromatina, como os centrómeros. Mais precisamente, nesta tese vai ser demonstrado que a proteína Myb chamada Laz1 se liga a promotores presentes no genoma e regula a transcrição de diferentes grupos de genes, como as histonas. Além disso, a mesma proteína também controla o corte pós-transcripcional da histona H3 que ocorre após paragem na fase G1. Para além de descrever essas funções, este trabalho demonstra que Laz1 está envolvida no carregamento da variante de histonas CENP-A para o centrómero. A função de Tbf1, outra proteína Myb, também é aqui estudada. Esta proteína é essencial e encontra-se no núcleo da célula. A supressão de partes de Tbf1 demonstra que a sua parte C-terminal, que inclui o domínio Myb, é fundamental para a sobrevivência da célula. É também demonstrado que esta proteína poderá ter uma função telomérica, pois a sua sobre-expressão leva a um elongamento dos telómeros. Por último, é aqui descrito como a já caracterizada proteína Myb Rap1 é fundamental para a manutenção da estrutura da cromatina dos telómeros. Em resumo, os resultados apresentados nesta tese demonstram como diversas proteínas que partilham um domínio semelhante podem efectuar diferentes tarefas essenciais durante o ciclo celular, permitindo a preservação da integridade cromossómica da levedura de fissão.