拉伸染色质中的表观遗传转变与打结孤子

染色体上表观遗传标记的扩散和调控对于建立和维持细胞身份至关重要。然而，导致特定细胞系特异性表观遗传模式建立和维持的动力学机制仍知之甚少。在这项工作中，我们提出并在计算机中研究了一种可能的实验策略，以阐明三维染色质结构与表观遗传动力学之间的相互作用。我们考虑这样一种设置：重组染色质纤维在其两端被拉伸（例如，通过激光镊子），同时表观遗传酶（书写器）和染色质结合蛋白（读取器）被引入系统。我们表明，通过调节拉伸力和读取器对染色质的结合亲和力，纤维经历从拉伸的、表观遗传无序的状态到皱缩的、表观遗传相干的状态的急剧转变。我们进一步研究了沿染色质纤维打结的情况，发现打结片段增强了局部表观遗传有序性，产生沿染色质传播和扩散的“表观遗传孤子”。我们的结果指向三维染色质拓扑与表观遗传动力学之间一种引人入胜的耦合，这可通过单分子实验进行研究。