クロマチン結合は,プリオンのようなドメインによって形成されるコンデンサートの相行動と形態を調節する

科学分野:

• 分子生物学
• バイオ物理学
• 細胞生物学

背景:

• 転写因子 (TF) は本質的に無秩序な領域 (IDR) を有し,核生物分子凝縮体を形成する.
• TFはブロックコポリマーとして機能し,IDRはタンパク質相互作用を媒介し,DNA結合ドメイン (DBD) はクロマチンと相互作用する.
• In vitro TFコンデンサは球形でミクロンスケールで,ナノスケールでアスフェリックで,異なるダイナミクスを示すin vivoコンデンサとは対照的です.

研究 の 目的:

• TF-クロマチンの相互作用が,生細胞における転写コンデンサートの相行動を調節する方法を調査する.
• 調節可能なIDR-DBDアーキテクチャがコンデンサート形態とダイナミクスを調節する役割を調査する.
• in vitroモデルと比較して,TFコンデンサートの独特のin vivo行動の背後にあるメカニズムを解明する.

主な方法:

• SS18プリオン型ドメイン (PLD) とFOXA1DNA結合ドメイン (DBD) を組み合わせたエンジニアリング融合タンパク質.
• 凝縮物形成と局所化を観察するために,細胞内の融合タンパク質の過剰発現.
• DNA結合ドメインとクロマチンの相互作用を妨害し,凝縮物体に与える影響を評価する.
• TFコンデンサートの行動と相互作用をモデル化するために,粗粒子のシミュレーションを使用します.

主要な成果:

• SS18 PLDとFOXA1 DBDの融合により,コンデンサはクロマチンに再局所化し,アスフェリックな形をとり,クロマチン浸透を示した.
• DBD-クロマチン結合の破壊により,凝縮体の形態が混合状態または球状状態に変化した.
• クロマチンの親和性は,凝縮物の粗化と空間的組織の主要な調節因子として特定された.
• シミュレーションにより,PLD-PLDとDBD-DNAの相互作用がコンデンサート構造とダイナミクスを支配するバランスが確認されました.

結論:

• TF-クロマチンの相互作用は,体内での転写凝縮物の行動の決定的な決定因子である.
• IDR媒介の相互作用とDBD染色体結合の相互作用は,凝縮体の形態と動態を決定する.
• エンジニアリングされたTF構造は,核凝縮物組織の規制に関する洞察を提供します.