在子纳米镜中研究基因组组织和转录调节的相互作用

科学领域:

• 分子生物学分子生物学
• 基因组学就是基因组学.
• 生物物理学的生物物理.

背景情况:

• 调节元件 (CREs) 之间的调节通信对于真核生物中增强剂介导的基因转录至关重要.
• 控制染色体组织的精确分子机制及其在促进这些相互作用中的作用尚未完全理解.

研究的目的:

• 开发一个多尺度建模管道,用于对纳诺基因基因位点的近原子模拟.
• 研究染色体组织在增强剂-促进剂通信和转录调节中的作用.

主要方法:

• 开发了一种综合多种实验数据的多尺度建模管道 (蛋白质定位,基因组相互作用,冷EM,单分子光).
• 利用高性能分子动力学模拟,在小鼠胚胎干细胞中平衡Nanog基因位点 (200 kb) 的近原子模型.
• 将核体,转录因子,联合激活剂和RNA聚合酶II介质复合体纳入模型中.

主要成果:

• 产生了实验一致的近原子模型的染色体组织和转录机械跨越~350 nm.
• 证明受核细胞定位影响的序列调节的染色质可访问性,将转录调节蛋白的招募指向特定于CREs.
• 阐明了染色质的局部和全球组织及其对增强剂-促进剂通信的影响.

结论:

• 开发的建模管道为研究核细分,染色体组织和转录调节提供了强大的框架.
• 接近原子的模型为增强剂-促进剂通信的分子基础提供了新的见解.
• 染色体的可访问性和核细胞组织是转录因子结合和基因调节的关键决定因素.