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Targeted De Novo Centromere Formation in Drosophila Reveals Plasticity and Maintenance Potential of CENP-A Chromatin.
Developmental Cell ( IF 10.7 ) Pub Date : 2020-02-10 , DOI: 10.1016/j.devcel.2020.01.005 Jason Palladino 1 , Ankita Chavan 1 , Anthony Sposato 1 , Timothy D Mason 1 , Barbara G Mellone 2
Developmental Cell ( IF 10.7 ) Pub Date : 2020-02-10 , DOI: 10.1016/j.devcel.2020.01.005 Jason Palladino 1 , Ankita Chavan 1 , Anthony Sposato 1 , Timothy D Mason 1 , Barbara G Mellone 2
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Centromeres are essential for accurate chromosome segregation and are marked by centromere protein A (CENP-A) nucleosomes. Mis-targeted CENP-A chromatin has been shown to seed centromeres at non-centromeric DNA. However, the requirements for such de novo centromere formation and transmission in vivo remain unknown. Here, we employ Drosophila melanogaster and the LacI/lacO system to investigate the ability of targeted de novo centromeres to assemble and be inherited through development. De novo centromeres form efficiently at six distinct genomic locations, which include actively transcribed chromatin and heterochromatin, and cause widespread chromosomal instability. During tethering, de novo centromeres sometimes prevail, causing the loss of the endogenous centromere via DNA breaks and HP1-dependent epigenetic inactivation. Transient induction of de novo centromeres and chromosome healing in early embryogenesis show that, once established, these centromeres can be maintained through development. Our results underpin the ability of CENP-A chromatin to establish and sustain mitotic centromere function in Drosophila.
中文翻译：
果蝇中有针对性的从头着丝粒形成揭示了CENP-A染色质的可塑性和维持潜力。
着丝粒对于准确的染色体分离至关重要，并以着丝粒蛋白A（CENP-A）核小体为标志。靶向错误的CENP-A染色质已显示出非着丝粒DNA的着丝粒。然而，这种从头着丝粒在体内形成和传播的要求仍然未知。在这里，我们使用果蝇（Drosophila melanogaster）和LacI / lacO系统来研究有针对性的新生中心着丝粒组装并通过发育遗传的能力。从头着丝粒在六个不同的基因组位置有效形成，这些位置包括活跃转录的染色质和异染色质，并引起广泛的染色体不稳定。在束缚期间，有时会出现新生着丝粒，通过DNA断裂和依赖HP1的表观遗传失活导致内源着丝粒的丢失。新生胚的短暂诱导和早期胚胎发生中的染色体修复表明，一旦建立，这些着丝体就可以通过发育得以维持。我们的结果巩固了CENP-A染色质在果蝇中建立和维持有丝分裂着丝粒功能的能力。
更新日期：2020-02-20
中文翻译：
果蝇中有针对性的从头着丝粒形成揭示了CENP-A染色质的可塑性和维持潜力。
着丝粒对于准确的染色体分离至关重要，并以着丝粒蛋白A（CENP-A）核小体为标志。靶向错误的CENP-A染色质已显示出非着丝粒DNA的着丝粒。然而，这种从头着丝粒在体内形成和传播的要求仍然未知。在这里，我们使用果蝇（Drosophila melanogaster）和LacI / lacO系统来研究有针对性的新生中心着丝粒组装并通过发育遗传的能力。从头着丝粒在六个不同的基因组位置有效形成，这些位置包括活跃转录的染色质和异染色质，并引起广泛的染色体不稳定。在束缚期间，有时会出现新生着丝粒，通过DNA断裂和依赖HP1的表观遗传失活导致内源着丝粒的丢失。新生胚的短暂诱导和早期胚胎发生中的染色体修复表明，一旦建立，这些着丝体就可以通过发育得以维持。我们的结果巩固了CENP-A染色质在果蝇中建立和维持有丝分裂着丝粒功能的能力。
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