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論文資訊
- 類型：已發表論文
- 日期：2024-03-12
摘要
2米長的人類DNA緊密地纏繞在10微米大小的細胞核中。 DNA 堆積是透過染色質纖維的折疊來解釋的。這種摺疊導致了以下層次結構的形成：染色體區域、區室；密集的基因組區域，稱為拓樸關聯域 (TAD) 或染色質接觸域 (CCD) 和環。我們提出了動態人類基因組折疊成人類淋巴母細胞、幹細胞和纖維母細胞系的分層成分的模型。我們的模型是基於爆炸滲透理論。染色體被建模為圖表，其中 CTCF 染色質環表示為邊緣。透過遵循基於拓撲網絡特性、染色質環頻率、區室化或表觀基因組特徵的各種邊緣添加策略，逐漸向圖中引入環來模擬折疊軌跡。最後，我們提出了基因組折疊模型 - 由單一標量順序參數引導的生物物理偽時間過程。此參數透過染色質特徵的線性判別分析來計算。當將它們添加到系統中時，我們也透過使用環擠出模型 (LEM) 來包含環形成的動力學。當達到臨界接觸數量時，就會觀察到染色質相分離，即纖維在 3D 空間中折疊成拓撲域和區室。我們還觀察到，染色質纖維在 3D 空間中凝聚至少需要 80% 的環，而這在各種細胞系中都是恆定的。總體而言，我們的電腦模型將高通量 3D 基因組相互作用實驗數據與相分離的新穎理論概念相結合，這使我們能夠對染色質環形成和折疊軌蹟的基於事件的時間動態進行建模。