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聚合物物理模型揭示了单分子基因染色质构象的结构折叠特征。

Polymer physics models reveal structural folding features of single-molecule gene chromatin conformations.

作者信息

Conte Mattia, Abraham Alex, Esposito Andrea, Yang Liyan, Gibcus Johan H, Parsi Krishna M, Vercellone Francesca, Fontana Andrea, Pierno Florinda Di, Dekker Job, Nicodemi Mario

机构信息

Dipartimento di Fisica, Università di Napoli Federico II, and INFN Napoli, Complesso Universitario di Monte Sant'Angelo, 80126 Naples, Italy.

Department of Systems Biology, University of Massachusetts Chan Medical School, Worcester, MA 01605, USA.

出版信息

bioRxiv. 2024 Jul 16:2024.07.16.603769. doi: 10.1101/2024.07.16.603769.

DOI:10.1101/2024.07.16.603769
PMID:39071404
原文链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11275793/
Abstract

Here, we employ polymer physics models of chromatin to investigate the 3D folding of a 2Mb wide genomic region encompassing the human gene, a crucial DNA locus involved in key cellular functions. Through extensive Molecular Dynamics simulations, we reconstruct in-silico the ensemble of single-molecule 3D structures, which we benchmark against recent in-situ Hi-C 2.0 data. The model-derived single molecules are then used to predict structural folding features at the single-cell level, providing testable predictions for super-resolution microscopy experiments.

摘要

在此,我们运用染色质的聚合物物理模型来研究一个包含人类基因的2兆碱基宽的基因组区域的三维折叠,该基因是参与关键细胞功能的重要DNA位点。通过广泛的分子动力学模拟,我们在计算机上重建了单分子三维结构的集合,并将其与最近的原位Hi-C 2.0数据进行基准比较。然后,利用模型衍生的单分子来预测单细胞水平的结构折叠特征,为超分辨率显微镜实验提供可测试的预测。

https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/3103/11275793/d4d7e36c3834/nihpp-2024.07.16.603769v1-f0004.jpg
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