活体水动力学理论：厚粘性染色质与疏散性染色质

基因组包含维持细胞生命所必需的遗传信息。基因组在细胞核内的空间组织对于其正确功能至关重要，包括基因调控。两种主要的基因组细胞——厚粘性染色质和疏散性染色质——分别包含大量转录活跃和沉默的基因，表现出不同的动力学行为。本文提出了描述厚粘性染色质和疏散性染色质大尺度行为的水动力学框架，并考虑机械力、活性过程及核约束的相互作用。我们的模型表明，由交叉链接蛋白产生的收缩应力导致疏散性染色质通过机械驱动的相分离形成液滴。这些液滴生长、共聚，并在核约束条件下湿润其边界。活性过程（如厚粘性染色质中的基因转录）引入非平衡涨落，驱动染色质及核质体的长程、相干运动，从而改变基因组的空间组织。这些涨落还会通过持续改变液滴形状来间接变形疏散性染色质液滴。综上所述，我们的发现揭示了活性力、机械应力和水动力流动如何在大尺度上贡献于基因组的组织，并为理解活细胞中的染色质组织与动力学提供了物理框架。