Substitution of histone H3 arginine 72 to alanine leads to the deregulation of isoleucine biosynthesis in the budding yeast Saccharomyces cerevisiae

Histone residues play an essential role in the regulation of various biological processes. In the present study, we utilized the H3/H4 histone mutant library to probe the functional aspects of histone residues in amino acid biosynthesis. We found that the histone residue H3R72 plays a crucial role in the regulation of isoleucine biosynthesis. Substitution of the arginine residue (H3R72) of histone H3 to alanine (H3R72A) renders yeast cells unable to grow in minimal medium. Histone mutant H3R72A requires external supplementation of either isoleucine, serine, or threonine for growth in minimal medium. We also observed that the H3R72 residue and leucine amino acid in synthetic complete medium might play a crucial role in determining the intake of isoleucine and threonine in yeast. Furthermore, gene deletion analysis of ILV1 and CHA1 in the H3R72A mutant confirmed that isoleucine is the sole requirement for growth in minimal medium. Altogether, we have identified that histone H3R72 residue may be crucial for yeast growth in minimal medium by regulating isoleucine biosynthesis through the Ilv1 enzyme in the budding yeast Saccharomyces cerevisiae. Key words: yeast, metabolism, histone, amino acids, epigenetics, isoleucine. Les résidus d'acides aminés des histones jouent un rôle essentiel dans la régulation de divers processus biologiques. Dans la présente étude, les auteurs ont utilisé une banque de mutants d'histones H3/H4 pour sonder les aspects fonctionnels des résidus d'acides aminés d'histones dans la biosynthèse des acides aminés. Ils ont découvert que le résidu d'histone H3R72 joue un rôle clé dans la régulation de la biosynthèse de l'isoleucine. La substitution du résidu arginine (H3R72) de l'histone H3 par une alanine (H3R72A) rend les cellules de levure incapables de croître en milieu minimal. Le mutant d'histone H3R72A nécessite un apport externe d'isoleucine, de sérine ou de thréonine pour croître en milieu minimal. Ils ont également observé que le résidu H3R72 et l'acide aminé leucine des milieux complets synthétiques pourraient jouer un rôle clé dans la détermination de l'apport d'isoleucine et de thréonine chez la levure. En outre, l'analyse de la délétion des genes ILV1 et CHA1 dans le mutant H3R72A confirmait que l'isoleucine est la seule exigence pour croître en milieu minimal. En somme, les auteurs ont déterminé que le résidu d'histone H3R72 peut être crucial pour la croissance de la levure en milieu minimal en régulant la biosynthèse de l'isoleucine par l'intermédiaire de l'enzyme Ilv1 chez la levure à bourgeonnement Saccharomyces cerevisiae. [Traduit par la Rédaction] Mots-clés : levure, métabolisme, histone, acides aminés, épigénétique, isoleucine.
1. Introduction The easy gene manipulation and availability of knockout gene libraries in yeast offer an excellent opportunity to understand biochemical pathways (Botstein and Fink 2011; Duina et al. 2014; [...]