Розподіл петельних доменів хроматину за розміром і функціональним станом та його реорганізація при активації клітин: аналіз даних Ні-С
DOI:
https://doi.org/10.15587/2519-8025.2018.143734Ключові слова:
хроматин, петельні домени, компартменти хроматину, метод Ні-С, активація клітин, біоінформатикаАнотація
Структура хроматину на найвищих рівнях його організації, залишаючись не до кінця зрозумілою, привертає велику увагу, оскільки лежить в основі регуляції функціональних процесів в ядрах еукаріотичних клітин. Важливим аспектом цієї організації є наявність відносно автономних структурних елементів – петельних доменів хроматину. Одним з найефективніших методів дослідження просторової структури хроматину є метод Ні-С. Біоінформатичні бази даних містять великі масиви даних Ні-С, які не були детально проаналізовані. Зокрема, не було проведено детальний аналіз розмірів петель та закономірностей їх розташування у певних хроматинових зонах ядра (транскрипційно активних чи неактивних ділянках), залишається невідомим, як змінюється і чи змінюється взагалі щільність та розміри петель в залежності від функціональної активності хроматинових ділянок.
Мета дослідження полягала у з'ясуванні особливостей розподілу петельних доменів хроматину за розміром та функціональним станом у клітинах з різною функціональною активністю.
Матеріали та методи: біоінформатичний аналіз даних, отриманих методом Ні-С, депонованих у загальнодоступних базах даних.
Результати: отримано розподіли петельних доменів хроматину за довжиною у клітинах різних типів, розподіл петельних доменів по різних компартментах хроматину в лімфобластоїдних клітинах GM12878 та розподіли за довжиною у межах цих компартментів, а також проаналізовано зміни у розподілі петель за довжиною при активації лімфоцитів миші.
Висновки: розподіл петельних доменів хроматину за розміром має експоненційний характер, параметри розподілу є клітино-специфічними, більша частина петель розташована в межах еухроматинових зон, а підвищення транскрипційної активності клітини супроводжується зростанням кількості петель при одночасному підвищенні їхньої середньої контурної довжини
Посилання
- Dekker, J., Mirny, L. (2016). The 3D Genome as Moderator of Chromosomal Communication. Cell, 164 (6), 1110–1121. doi: http://doi.org/10.1016/j.cell.2016.02.007
- Dixon, J. R., Gorkin, D. U., Ren, B. (2016). Chromatin Domains: The Unit of Chromosome Organization. Molecular Cell, 62 (5), 668–680. doi: http://doi.org/10.1016/j.molcel.2016.05.018
- Rao, S. S. P., Huntley, M. H., Durand, N. C., Stamenova, E. K., Bochkov, I. D., Robinson, J. T. et. al. (2014). A 3D Map of the Human Genome at Kilobase Resolution Reveals Principles of Chromatin Looping. Cell, 159 (7), 1665–1680. doi: http://doi.org/10.1016/j.cell.2014.11.021
- Vian, L., Pekowska, A., Rao, S. S. P., Kieffer-Kwon, K.-R., Jung, S., Baranello, L. et. al. (2018). The Energetics and Physiological Impact of Cohesin Extrusion. Cell, 173 (5), 1165–1178. doi: http://doi.org/10.1016/j.cell.2018.03.072
- Lieberman-Aiden, E., van Berkum, N. L., Williams, L., Imakaev, M., Ragoczy, T., Telling, A. et. al. (2009). Comprehensive Mapping of Long-Range Interactions Reveals Folding Principles of the Human Genome. Science, 326 (5950), 289–293. doi: http://doi.org/10.1126/science.1181369
- Kieffer-Kwon, K.-R., Nimura, K., Rao, S. S. P., Xu, J., Jung, S., Pekowska, A. et. al. (2017). Myc Regulates Chromatin Decompaction and Nuclear Architecture during B Cell Activation. Molecular Cell, 67 (4), 566–578. doi: http://doi.org/10.1016/j.molcel.2017.07.013
- Gene Expression omnibus. URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/
- Sanborn, A. L., Rao, S. S. P., Huang, S.-C., Durand, N. C., Huntley, M. H., Jewett, A. I. et. al. (2015). Chromatin extrusion explains key features of loop and domain formation in wild-type and engineered genomes. Proceedings of the National Academy of Sciences, 112 (47), 6456–6465. doi: http://doi.org/10.1073/pnas.1518552112
- Fudenberg, G., Imakaev, M., Lu, C., Goloborodko, A., Abdennur, N., Mirny, L. A. (2016). Formation of Chromosomal Domains by Loop Extrusion. Cell Reports, 15 (9), 2038–2049. doi: http://doi.org/10.1016/j.celrep.2016.04.085
- McGhee, J. D., von Hippel, P. H. (1974). Theoretical aspects of DNA-protein interactions: Co-operative and non-co-operative binding of large ligands to a one-dimensional homogeneous lattice. Journal of Molecular Biology, 86 (2), 469–489. doi: http://doi.org/10.1016/0022-2836(74)90031-x
- Afanasieva, K., Chopei, M., Lozovik, A., Semenova, A., Lukash, L., Sivolob, A. (2017). DNA loop domain organization in nucleoids from cells of different types. Biochemical and Biophysical Research Communications, 483 (1), 142–146. doi: http://doi.org/10.1016/j.bbrc.2016.12.177
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2018 Katerina Afanasieva, Andrei Sivolob
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Наше видання використовує положення про авторські права Creative Commons CC BY для журналів відкритого доступу.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
