Cell:「小身体,大智慧」Cell 接连揭示大肠杆菌染色体折叠模式及影响因素

2022-01-17 01:28:30 来源:
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丝氨酸是细胞生命户外活动的液体构件基础,与多种细胞两处理过程息息关的,如基因表达、DNA 整修和丝氨酸剥离,其正确翻转至关重要。所有细胞都需将自身的DNA通过翻转缓冲在一个小截面积生活空间中都。

与真核反应细胞各不相同,芽孢细胞不会上皮细胞,并且不才会将其丝氨酸 DNA 纸制成类似核反应小质的重复构件单元。然而,它们基本上翻转并集中都它们的丝氨酸液体,过渡到一个动态的、有组织的 DNA 网络,称之为类核反应(nucleoid)。

已对,美国耶鲁大学 Christine Jacobs-Wagner 科学研究工作组在 Cell 杂志上发表了题为 Interconnecting solvent quality, transcription, and chromosome folding in Escherichia coli 的论文,推断出了致病中都的丝氨酸翻转规律。

在本科学研究中都,笔记采用细胞的非常简单聚酰胺物理学着重,将RNA认作聚酰胺氢氧转化成钾,其中都聚酰胺是 DNA,混合物是RNA中都的其他所有液体(例如,池中、胺基酸、RNA、核反应糖质和 RNA)。

根据聚酰胺-混合物作用力,混合物的质量大致分为三种种类:难得、很差和反之亦然。

在很差现象的混合物中都,聚酰胺和混合物中都间的作用力比不上聚酰胺链段中都间的作用力。只不过,在缺失混合物中都,聚酰胺链段中都间的作用力比它们与混合物的作用力格外有利。难得精神状态则是抗拒和吸引作用力被彼此之间只不过。

类核反应周边地区内 DNA 浓度(幻灯片关的联:Cell)

致病细胞中都的各部位最低类核反应一般来说

在摄取贫乏和摄取丰富的先决条件下,细胞 DNA 摄取和类核反应一般来说基本保有基本上。

为了人造卫星类核反应交叉一般来说,科学研究人员可用致病致病(CJW6340,表达类似于 GFP 标上的人工其设计的RNA,该RNA自组装成 25 nm 的 60 个亚基十二面质固态笼)进行时单原子核物理。

单原子核物理标示出类核反应不存在生活空间位阻,整质最低均方位移与布朗运动原则上,所述最低类核反应交叉尺寸> 25 nm。

可用格外大的探针 GFP-μNS 微粒(最低一般来说为 58 nm)的探针,辨认出其定位在细胞极区(即远离类核反应)的几率减小,预估各部位最低类核反应交叉一般来说分之一为 50 nm。

各部位最低类核反应交叉尺寸的预估(幻灯片关的联:Cell)

RNA是丝氨酸的缺失混合物并作出贡献丝氨酸位点的过渡到

通过丝氨酸双键的 3D 蒙特卡罗仿真将致病丝氨酸建模为自由连通的链,变动相邻 DNA 片段中都间某种程度区邻接的分之一束,以仿真混合液体量。

仿真推断出了各不相同混合物先决条件下丝氨酸双键的非常大各不相同:

一般而言难得和很差的混合物先决条件,在缺失混合物先决条件下,DNA 反射率似乎在生活空间上愈发不均匀,与用时是分辨率荧光图像掩蔽的芽孢类核反应 DNA 反射率的生活空间系统性原则上。一般而言于很差的混合物,RNA的缺失混合物现象可以造成多至 60 倍的丝氨酸缓冲比。

在缺失混合物中都,DNA 片段不一定彼此格外吻合,造成过渡到 DNA 反射率极高的周边地区与 DNA 反射率低的周边地区交错。这种 DNA 反射率的生活空间系统性产生了空洞情况,以减小表面的最低交叉尺寸,并允许格外大的液体通过。

而在难得和很差的混合物先决条件下,类核反应 DNA 反射率在生活空间上愈发均匀,最低交叉尺寸较小。

RNA中都有效的缺失混合物可以作出贡献丝氨酸位点(domain)的过渡到,这种构件类似 Hi-C 物理中都所见到的丝氨酸互相作用邻接(CIDs)。只有在较反之亦然混合物先决条件下才能看到大的邻接状构件。

致病丝氨酸双键在各不相同种类混合物中都的仿真(幻灯片关的联:Cell)

类核反应质内核反应糖质反射率的生活空间系统性与DNA反射率黄绿色连续性

核反应糖质主要以双链核反应糖质基本存在,富集在类核反应周边地区之外。露头重建和核反应糖质定位标示出,核反应糖质反射率极池中平不均匀。除了预期的核反应糖质在细胞周围富集外,核反应糖质在RNA中都显显现出显现出反射率的系统性,包括在细胞的中都心周边地区 (即类核反应区)。

在类核反应质内,核反应糖质荧光瞬时与 DNA 瞬时黄绿色连续性,这陈述RNA的缺失混合物现象是造成 DNA 反射率不均匀的可能,而 DNA 反射率不均匀又反过来制约了核反应糖质的定位。

致病层析图中都核反应糖质的生活空间分布区(幻灯片关的联:Cell)

核反应糖质反射率与类核反应周边地区内的 DNA 黄绿色连续性(幻灯片关的联:Cell)

各不相同混合物中都丝氨酸一般来说的仿真结果(幻灯片关的联:Cell)

激活是造成RNA缺失混合物现象的可能

如果双链核反应糖质拥挤是核反应样紧密转化成的主要作出贡献因素所,那么这个假说预言,即使激活不颇受制约,双链核反应糖质数量级的降低也才会造成类核反应样扩大。

为了验这种几率,笔记用春雷霉素(Ksg,一种近似于的 RNA 翻译成启动抑制作用剂)两处理方式致病细胞,以将双链核反应糖质转转化成为游离的核反应糖质亚为单位和无核反应糖质的 mRNAs,降低双链核反应糖质的数量级。

笔记辨认出细胞与 Ksg 孵育 40 分钟后类核反应质并不会减小,大多数类核反应质看起来愈发紧凑,细胞中都可辨别类核反应质的比例显着降低。

Ksg 两处理方式造成类核反应向彼此方向移动与合并。这种聚合能界面作用力变小,作出贡献类核反应质和 RNA 中都间的剥离。

而在利福平(Rif,一种广谱抗生素本品)两处理方式后,RNA 合成停止,激活抑制作用,核反应质比率 (核反应质面积成正比细胞面积) 减小,核反应质牵涉到膨胀。这些一般而言之下 RNA 池中平趋极高,RNA 和 DNA 中都间的剥离趋大,核反应样构件趋紧密。

总之,DNA 和 RNA 中都间的抗拒作用,造成了丝氨酸RNA的缺失混合物现象。

RNA/DNA 剥离和类核反应紧反射率(幻灯片关的联:Cell)

造成RNA缺失混合物现象的因素所

类核反应细胞(NAPs)和其他 DNA 转转化成细胞(如激活调节细胞)是与丝氨酸作用力的因素所之一。细胞与阴阴离子 DNA 聚酰胺的转转化成能暂时性偏离丝氨酸的静电势,通过弯转扭曲 DNA 降低 DNA 螺旋大小,进一步偏离类核反应质的缓冲程度和交叉尺寸。

极高阴离子其中心的RNA也可能造成较反之亦然的混合物现象。质外科学研究表明,随着盐浓度的减小,DNA 片段中都间的净彼此之间抗拒降低。二价镁阴离子不仅可以屏蔽 DNA 上的电荷,还可以诱导 DNA 片段中都间的彼此之间吸引。

分子动力学仿真表明,大分子拥挤可以被认作有效地降低混合物现象。因此,双链核反应糖质数量级的变转化成、极高 RNA 池中平与 RNA/DNA 剥离度和类核反应紧密程度变小关的。

在 CID 邻接的边界线,极高激活活性造成时才 RNA 获取。这些 RNA 基本上通过 RNA 核酸与 DNA 转转化成,不必传播。笔记所述,为了尽量降低与这些转转化成 RNA 的接触,DNA 链通过收缩降低其边界线两处的暂时性反射率,在边界线两侧过渡到极高反射率的 DNA 周边地区。

科学研究令人惊叹:

致病作为近似于的模式生物,是科学研究得最为详实的原核反应芽孢。它们的丝氨酸被缓冲成类核反应,但对于丝氨酸缓冲和位点的过渡到还不会完全了解。

本科学研究中都提显现出了一种预报致病中都类核反应最低交叉一般来说的方法。当细胞被认作非常简单的半稀释聚酰胺氢氧转化成钾时,RNA显显现出为丝氨酸的缺失混合物。

缺失混合物现象才会造成丝氨酸松软和 DNA 反射率系统性,表征 DNA 反射率与类核反应内的核反应糖质反射率黄绿色连续性,并辨认出 RNA 也才会造成缺失的混合物现象。该科学研究将丝氨酸松软和位点过渡到与激活和细胞内组织关系起来,对丝氨酸过渡到的系统有了格外深入的了解。

幻灯片关的联:Cell

独有记事:

Yingjie XiangIvan V. SurovtsevYunjie Chang, et al. Interconnecting solvent quality, transcription, and chromosome folding in Escherichia coli. CellVol. 184Issue 14p3626–3642.e14.

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