染色质环作为增强子 - 启动子相互作用的变构调节剂

真核生物基因表达的经典模型要求远端增强子与近端启动子之间存在直接的空间接触。最近的染色体构象捕获（3C）研究表明，增强子和启动子嵌入在一个复杂的环状相互作用网络中。在此，我们利用染色质纤维的聚合物模型来研究增强子 - 启动子对附近元件之间的环状相互作用是否以及在多大程度上会影响它们的接触频率。我们的平衡聚合物模拟表明，由增强子或启动子侧翼元件形成的染色质环会抑制增强子 - 启动子的相互作用，起到绝缘子的作用。相反，由位于增强子和启动子之间区域的元件形成的环则促进它们的相互作用。我们发现绝缘和促进由不同的机制引起；绝缘是由于环的空间位阻排斥而产生的全局效应，而促进则是由于有效缩短了增强子 - 启动子的基因组距离而产生的局部效应。一致地，我们发现这些效应在计算机模拟 3C 和显微镜观察中表现截然不同。我们的结果表明，不直接涉及增强子 - 启动子对的环状相互作用 nevertheless 可以显著调节它们的相互作用。这种现象类似于蛋白质中的变构调节，即调节分子结合到一个位点引发的构象变化会影响另一个位点的状态。