受高阶染色质结构约束的核小体统计力学

真核生物DNA被包装成染色质：由连接DNA片段分隔的核小体一维阵列折叠成30纳米染色质纤维，后者进而形成高阶结构。每个核小体是染色质的基本单位，由147个碱基对的DNA缠绕在组蛋白八聚体上。为了描述染色质纤维形成如何影响核小体定位和能量学，我们开发了一个有限大小粒子的热力学模型，该模型具有有效的最近邻相互作用和任意的DNA结合能。我们证明，基于体外或体内核小体位置的高通量图谱，可以从单粒子密度分布中准确提取单体和双体相互作用。尽管一种忽略双体相互作用（即使它们实际存在于系统中）的简单方法可用于预测核小体位置的序列决定因素，但需要完整的理论来区分单体和双体效应。最后，我们构建了一个最小模型，其中核小体通过空间排斥和双体相互作用而非内在的组蛋白-DNA序列偏好来定位。该模型准确再现了活细胞中转录区域上观察到的核小体占据模式。