A highly conserved nuclear exosome complex, which contains 3’-5’ exonuclease activity, plays a critical role in processing various types of RNAs and degrading unstable and aberrantly transcribed RNAs. Here, we discover the role of the nuclear exosome in regulating the positioning of cohesin at highly transcribed convergent genes. We use in situ Hi-C to show that the nuclear exosome regulates intra-chromosomal interactions and the formation of interacting domain boundaries through cohesin regulation. However, the exosome-coupled transcription termination does not affect the chromatin 3D organization. Instead, we found a close correlation between the cohesin positioning and the defective transcription elongation observed in the exosome-depleted cells. Altogether, these results suggest the novel functions of nuclear exosome in proper positioning of cohesin, the maintenance of chromatin 3D organization, and gene expression.
고등 생물체까지 보존되어 있는 핵 내 엑소좀은 3’-5’ 핵산 외부 가수분해 효소 기능을 가진 단백질 복합체로, 다양한 종류의 RNA 가공과 핵 내에서 불안정하거나 비이상적으로 만들어진 RNA를 제거하는 데 있어 중요한 역할을 한다. 본 연구는 분열 효모에서 핵 내 엑소좀 인자 중 가수분해 효소 기능을 가진 Rrp6 와 Dis3 가 전사가 활발하게 일어나는 수렴 유전자의 3’ 끝에 붙어 있는 코히신 단백질의 위치를 조절하는 것을 발견하였다. In situ Hi-C 를 사용하여 엑소좀이 코히신 위치 조절을 통해 염색체 내 삼차원 상호작용을 조절하며, 상호작용이 강하게 일어나는 작은 도메인 간의 경계 형성에도 관여한다는 것을 발견하였다. 하지만 핵 엑소좀과 밀접한 상관관계를 가진 전사 종결 과정은 염색질 삼차원 구조에 영향을 크게 끼치지 않았다. 반대로 핵 엑소좀 제거 상황에서 관찰된 전사 활성 저해를 통해 코히신의 적절한 위치가 조절될 수 있다는 점을 발견하였다. 이러한 결과를 통해 우리는 기존에 RNA 품질 관리에 관여한다고 알려진 핵 내 엑소좀의 새로운 기능을 발견하였으며, 핵 내 엑소좀을 통해 적절한 코히신 위치 조절, 정상적인 삼차원 구조 및 유전자 발현이 조절될 수 있다는 점을 시사한다.
