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Längst, Gernot ; Schrader, Anna ; Gross, Thomas ; Thalhammer, Verena

Characterization of Dnmt1 Binding and DNA Methylation on Nucleosomes and Nucleosomal Arrays

Längst, Gernot, Schrader, Anna, Gross, Thomas und Thalhammer, Verena (2015) Characterization of Dnmt1 Binding and DNA Methylation on Nucleosomes and Nucleosomal Arrays. PLoS ONE 10 (10), e0140076.

Veröffentlichungsdatum dieses Volltextes: 07 Dez 2015 12:50
Artikel
DOI zum Zitieren dieses Dokuments: 10.5283/epub.33007


Zusammenfassung

The packaging of DNA into nucleosomes and the organisation into higher order structures of chromatin limits the access of sequence specific DNA binding factors to DNA. In cells, DNA methylation is preferentially occuring in the linker region of nucleosomes, suggesting a structural impact of chromatin on DNA methylation. These observations raise the question whether DNA methyltransferases are ...

The packaging of DNA into nucleosomes and the organisation into higher order structures of chromatin limits the access of sequence specific DNA binding factors to DNA. In cells, DNA methylation is preferentially occuring in the linker region of nucleosomes, suggesting a structural impact of chromatin on DNA methylation. These observations raise the question whether DNA methyltransferases are capable to recognize the nucleosomal substrates and to modify the packaged DNA. Here, we performed a detailed analysis of nucleosome binding and nucleosomal DNA methylation by the maintenance DNA methyltransferase Dnmt1. Our binding studies show that Dnmt1 has a DNA length sensing activity, binding cooperatively to DNA, and requiring a minimal DNA length of 20 bp. Dnmt1 needs linker DNA to bind to nucleosomes and most efficiently recognizes nucleosomes with symmetric DNA linkers. Footprinting experiments reveal that Dnmt1 binds to both DNA linkers exiting the nucleosome core. The binding pattern correlates with the efficient methylation of DNA linkers. However, the enzyme lacks the ability to methylate nucleosomal CpG sites on mononucleosomes and nucleosomal arrays, unless chromatin remodeling enzymes create a dynamic chromatin state. In addition, our results show that Dnmt1 functionally interacts with specific chromatin remodeling enzymes to enable complete methylation of hemi-methylated DNA in chromatin.



Beteiligte Einrichtungen


Details

DokumentenartArtikel
Titel eines Journals oder einer ZeitschriftPLoS ONE
Verlag:PUBLIC LIBRARY SCIENCE
Ort der Veröffentlichung:SAN FRANCISCO
Band:10
Nummer des Zeitschriftenheftes oder des Kapitels:10
Seitenbereich:e0140076
Datum23 Oktober 2015
InstitutionenBiologie und Vorklinische Medizin > Institut für Biochemie, Genetik und Mikrobiologie
Biologie und Vorklinische Medizin > Institut für Biochemie, Genetik und Mikrobiologie > Lehrstuhl für Biochemie III
Biologie und Vorklinische Medizin > Institut für Biochemie, Genetik und Mikrobiologie > Lehrstuhl für Biochemie III > Prof. Dr. Gernot Längst
Identifikationsnummer
WertTyp
10.1371/journal.pone.0140076DOI
Stichwörter / KeywordsCHROMATIN-REMODELING COMPLEXES; DE-NOVO METHYLATION; ENZYMATIC-PROPERTIES; MOUSE EMBRYO; GENOME-WIDE; IN-VITRO; METHYLTRANSFERASES; CELLS; LSH; MECHANISM;
Dewey-Dezimal-Klassifikation500 Naturwissenschaften und Mathematik > 570 Biowissenschaften, Biologie
StatusVeröffentlicht
BegutachtetJa, diese Version wurde begutachtet
An der Universität Regensburg entstandenJa
URN der UB Regensburgurn:nbn:de:bvb:355-epub-330079
Dokumenten-ID33007

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