DNA超螺旋驱动基因合成集体模式的转变
亚细胞过程
2021-12-01 v1 生物物理
定量方法
摘要
近期实验表明，RNA聚合酶（RNAP）这一分子机器的多个拷贝可在启动子活跃状态下高效地集体合成mRNA。然而，环境诱导的启动子抑制会导致长距离拮抗相互作用，大幅降低RNAP的速度并迅速中止mRNA合成。这种从协同动态到拮抗动态转变的潜在机制仍知之甚少。在本快报中，我们提出一个描述RNAP易位的连续确定性模型，其中RNAP的速度与局部DNA超螺旋以及基因上RNAP的密度相耦合。我们假设单个RNAP所承受的扭转应力因基因上高RNAP密度而加剧，且转录因子充当DNA超螺旋扩散的物理屏障。我们表明，这一最小模型呈现出由扭转应力介导的两种转录模式：启动子活跃时的流体模式与启动子受抑时的扭转应力模式，且与实验观测到的共转录RNAP动态定量相符。我们的工作为理解参与基因表达的分子机器之集体动态迈出了重要一步。
引用
@article{arxiv.2103.10947,
title = {DNA Supercoiling Drives a Transition between Collective Modes of Gene Synthesis},
author = {Purba Chatterjee and Nigel Goldenfeld and Sangjin Kim},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.10947},
year = {2021}
}