Suppr超能文献

连接组蛋白结合模式和亚型对染色质凝聚的敏感影响。

Sensitive effect of linker histone binding mode and subtype on chromatin condensation.

机构信息

Department of Chemistry, New York University, 1001 Silver, 100 Washington Square East, New York, NY 10003, USA.

Courant Institute of Mathematical Sciences, New York University, 251 Mercer Street, New York, NY 10012, USA.

出版信息

Nucleic Acids Res. 2019 Jun 4;47(10):4948-4957. doi: 10.1093/nar/gkz234.

Abstract

The complex role of linker histone (LH) on chromatin compaction regulation has been highlighted by recent discoveries of the effect of LH binding variability and isoforms on genome structure and function. Here we examine the effect of two LH variants and variable binding modes on the structure of chromatin fibers. Our mesoscale modeling considers oligonucleosomes with H1C and H1E, bound in three different on and off-dyad modes, and spanning different LH densities (0.5-1.6 per nucleosome), over a wide range of physiologically relevant nucleosome repeat lengths (NRLs). Our studies reveal an LH-variant and binding-mode dependent heterogeneous ensemble of fiber structures with variable packing ratios, sedimentation coefficients, and persistence lengths. For maximal compaction, besides dominantly interacting with parental DNA, LHs must have strong interactions with nonparental DNA and promote tail/nonparental core interactions. An off-dyad binding of H1E enables both; others compromise compaction for bendability. We also find that an increase of LH density beyond 1 is best accommodated in chromatosomes with one on-dyad and one off-dyad LH. We suggest that variable LH binding modes and concentrations are advantageous, allowing tunable levels of chromatin condensation and DNA accessibility/interactions. Thus, LHs add another level of epigenetic regulation of chromatin.

摘要

组蛋白 H1(LH)在调节染色质紧缩方面的复杂作用,最近因其结合的可变性和异构体对基因组结构和功能的影响而受到关注。在这里,我们研究了两种 LH 变体和可变结合模式对染色质纤维结构的影响。我们的介观模型考虑了具有 H1C 和 H1E 的寡核小体,以三种不同的 ON 和 OFF-二分体模式结合,并跨越不同的 LH 密度(每核小体 0.5-1.6),涵盖了广泛的生理相关核小体重复长度(NRL)。我们的研究揭示了一种 LH 变体和结合模式依赖性的纤维结构异质集合,具有不同的包装比、沉淀系数和持久长度。为了达到最大的紧缩效果,除了与亲本 DNA 主要相互作用外,LH 还必须与非亲本 DNA 具有强相互作用,并促进尾部/非亲本核心相互作用。H1E 的 OFF-二分体结合使这两种作用都得以实现;其他作用则会因弯曲性而影响紧缩效果。我们还发现,超过 1 的 LH 密度增加最好在具有一个 ON-二分体和一个 OFF-二分体 LH 的染色质小体中得到适应。我们认为,可变的 LH 结合模式和浓度是有利的,可以实现染色质凝聚和 DNA 可及性/相互作用的可调水平。因此,LH 为染色质的表观遗传调控增加了另一个层次。

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