Genomic distribution and functional specificity of human histone H1 subtypes

Seven linker histone H1 variants exist in human somatic cells with distinct prevalence among cell types and during differentiation. Despite being key chromatin structural components, it remains elusive how they participate in the regulation of nuclear processes. Moreover, it is not well understood whether the different variants have specific roles or are differentially distributed along the genome. By taking advantage of specific antibodies for H1 variants and HA-tagged recombinant H1s expressed in breast cancer cells, the distribution of somatic variants H1.2 to H1.5, H1.0 and H1X has been investigated by combining ChIP-qPCR, ChIP-chip, and ChIP-seq analysis. All H1 variants bind gene promoters and are depleted from the TSS in active genes, and also from regulatory sites. The extension of H1 depletion at promoters is dependent on the transcriptional status of the gene and differs between variants. Analyses show that histone H1 is not uniformly distributed along the genome and differences among variants exist, being H1.2 the variant showing a more specific pattern and a strongest correlation with gene repression in breast cancer cells. Results suggest that different variants may be present at different chromatin types, and this may depend on the cell type, differentiation state, and whether cells are originated from a neoplastic process. In a second part of the thesis, it is shown that a previously reported H1.4 knock-down cell line presents and off-target effect against lamin B2. Therefore, it has been developed a new inducible knock-down cell line specifically inhibiting H1.4, which resembles previously characterized H1.2 knock-down. Finally, combined depletion of H1.4/lamin B2 and H1.2/H1.4 causes similar effects in T47D breast cancer cell line.Fins a set variants de la histona H1 s han identificat en mamífers, les quals mostres una prevalença diferent entre tipus cel lulars i durant el procés de diferenciació. Tot i que la histona H1 juga un paper clau en l estructuració de la cromatina, no s acaba d entendre encara com participa exactament en els diferent processos cel lulars. A més a més, encara no està clar si les diferents variants tenen funcions específiques ni si es distribueixen igual al llarg del genoma. Mitjançant anticossos específics per algunes variants d H1 i de línies cel lulars de càncer de mama que expressen H1s recombinant fusionades a un pèptid HA, s ha estudiat la distribució genòmica de H1.2 a H1.5, H1.0 i H1X, combinant ChIP-qPCR, ChIP-chip i ChIP-seq. Totes les H1s es troben a promotors gènics i empobrides a l inici de transcripció dels gens actius, i també a les regions reguladores. El grau de disminució d H1 al promotor depèn de l estat transcripcional del gen i presenta diferències entre variants. Els anàlisis mostren que la histona H1 no es distribueix uniformement al genoma i que hi ha diferències entre variants, essent H1.2 la variant que presenta un patró més específic i una correlació més forta amb repressió gènica a cèl lules de càncer de mama. Aquests resultats suggereixen que variants d H1 diferents es troben presents als diversos tipus de cromatina, i aquest fet podria dependre de la línia cel lular, l estat de diferenciació, o de si les cèl lules s han originat durant un procés neoplàsic. En una segona part de la tesi, es mostra que una línia cel lular anteriorment descrita que inhibeix H1.4 presenta un efecte inespecífic contra lamina B2. Així, s ha desenvolupat una altra línia que inhibeix H1.4 específicament, la qual s assembla a un mutant anteriorment caracteritzat que inhibeix H1.2. Finalment, la inhibició combinada de H1.4/lamina B2 i H1.2/H1.4 provoca efectes fenotípics semblants a cèl lules de càncer de mama T47D