逆转录病毒在人类基因组中整合的物理原理
亚细胞过程
2019-03-06 v3 软凝聚态物质
生物物理
摘要
某些逆转录病毒（包括 HIV）通过尚不清楚的选择机制将其 DNA 插入宿主基因组中非随机的一部分。在此，我们建立了逆转录病毒整合的生物物理模型，将其视为聚合物之间随机且准平衡的拓扑重连。我们发现物理效应（如 DNA 可及性和弹性）在该过程中起着重要且普遍的作用。我们的模拟预测整合偏好发生于核小体和柔性 DNA 内，与实验一致，并且这些偏倚源于与 DNA 形变相关的竞争性能量势垒。通过考虑人类 T 细胞间期一条长染色体区域，我们发现在这些更大尺度上整合位点主要由染色质可及性决定。最后，我们提出并求解了一个反应-扩散问题，其重现了 T 细胞内 HIV 热点的分布。借助少量一般性假设，我们的模型能够合理化实验观测，并识别出先前未被重视的逆转录病毒整合位点选择的物理贡献。
引用
@article{arxiv.1801.04232,
title = {Physical Principles of Retroviral Integration in the Human Genome},
author = {Davide Michieletto and Marina Lusic and Davide Marenduzzo and Enzo Orlandini},
journal= {arXiv preprint arXiv:1801.04232},
year = {2019}
}
备注
Accepted in Nat Comm. SI and Movies can be found at https://www2.ph.ed.ac.uk/~dmichiel/