共调控基因的共定位：基于人19号染色体的导向分子动力学研究

染色质核内组织与基因活性之间的联系通过以下观察得到了生动体现：某些基因的转录共调控似乎直接受到它们空间邻近性的影响。这一事实引出了一个更普遍的问题：在给定染色体上共调控的众多基因，尤其是那些基因组距离较大的基因，是否有可能在细胞核内变得相互邻近。本文使用导向分子动力学模拟研究了这一问题，以在富含基因的人19号染色体模型上强制实现数千个基于已知信息的基因序列的共定位。值得注意的是，我们发现大多数（约 80%）基因对可以被同时拉至接触。这得益于染色体内的低缠结程度以及基因共调控网络中存在大量团簇，即许多由所有成员相互共调控的基因群。模型染色体 19 的这些受限构象进一步被表明组织成空间宏结构域，这与近期 HiC 测量推断出的结构域相似。研究结果表明，基因共调控与共定位在很大程度上是兼容的，且这种关系可被用于绘制体内染色体的整体空间组织。通过将本文引入的通用且可迁移的计算策略应用于其他真核染色体，可以考察这些发现更普遍的有效性及其意义。