由边界元素的定向配对生成的茎环和圆环TAD具有不同的物理和调节性质

科学领域:

• 在真核生物中染色体组织和基因调节.
• 拓关联域 (TAD) 形成的分子机制.
• 表观遗传学和基因组架构.

背景情况:

• 多细胞真核生物将染色体组织成拓独立的循环,称为TADs.
• 中的TAD是由邻近边界之间的物理相互作用形成的,它们可以表现出伴侣偏好和取决于方向的配对.
• 边界配对可以导致茎环或圆环TAD,影响物理和监管环境.

研究的目的:

• 研究TAD循环拓与物理/监管环境之间的关系.
• 探索改变边界方向如何影响TAD结构和基因表达.
• 为了了解不同TAD拓在Drosophila上的功能后果,甚至跳过了 (eve) 基因.

主要方法:

• 通过使用attP站点,在Drosophila eve基因旁边进行了工程边界替换.
• 产生了四个边界替换:lambda DNA,nobie向前 (WT),nobie反向和homie向前.
• 使用MicroC实验分析了TAD结构和物理相互作用.
• 评估基因调节和增强剂活性,以应对改变的TAD拓.

主要成果:

• 诺米前置替代器恢复了野生类型的茎环TAD结构,隔离了两个基因调节元素.
• 兰巴达DNA替代缺乏边界功能,导致定义不好的TAD终点和宫外增强剂激活.
• nhomie反向和homie前向替换创造了循环循环的TAD,改变了物理景观,并允许与邻近的TAD进行交互.
• 圆环拓导致了邻近基因被eve增强剂弱激活,并部分破坏了eve的功能.

结论:

• 由边界方向和配对决定的TAD拓学显著影响了当地的物理和监管环境.
• 干环TADs为基因和调节元件提供了隔离,确保了适当的基因表达.
• 循环循环TADs改变了这种隔离,导致基因激活的变化和潜在的功能障碍.