Nanoscale chromatin imaging and analysis platform bridges 4D chromatin organization with molecular function.
Nanoscale chromatin imaging and analysis platform bridges 4D chromatin organization with molecular function.
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DOI：
10.1126/sciadv.abe4310
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发表时间：
2021-01
期刊：
影响因子：
13.6
通讯作者：
Backman V
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Li Y;Eshein A;Virk RKA;Eid A;Wu W;Frederick J;VanDerway D;Gladstein S;Huang K;Shim AR;Anthony NM;Bauer GM;Zhou X;Agrawal V;Pujadas EM;Jain S;Esteve G;Chandler JE;Nguyen TQ;Bleher R;de Pablo JJ;Szleifer I;Dravid VP;Almassalha LM;Backman V
纳米CHIA结合多种纳米成像方式，揭示了4D染色质组织及其与分子功能的关系。动态染色质结构跨越多个长度尺度，通过基因组组织的调节与转录联系在一起。然而，没有一种单独的技术可以在单细胞水平和种群水平上完全阐明这种结构及其与所有长度和时间尺度的分子功能的关系。在这里，我们提出了一个多技术纳米级染色质成像和分析(Nano-CHIA)平台，该平台整合了初级染色质纤维的电子断层扫描、转录过程的光学超分辨率成像以及染色质堆积及其在活细胞中的动力学的无标记纳米传感。利用纳米ChIA，我们观察到染色质被定位在空间上可分离的堆积结构域中，平均直径约为200纳米，基因组大小为亚兆碱基，内部具有分形结构。这些结构域的染色质堆积行为与活跃的基因转录呈现出复杂的双向关系。此外，我们还发现，在细胞分裂过程中，PD的性质在祖细胞和子代细胞之间存在相关性。
nano-ChIA combines multiple nanoimaging modalities to uncover 4D chromatin organization and its relationship to molecular function. Extending across multiple length scales, dynamic chromatin structure is linked to transcription through the regulation of genome organization. However, no individual technique can fully elucidate this structure and its relation to molecular function at all length and time scales at both a single-cell level and a population level. Here, we present a multitechnique nanoscale chromatin imaging and analysis (nano-ChIA) platform that consolidates electron tomography of the primary chromatin fiber, optical super-resolution imaging of transcription processes, and label-free nano-sensing of chromatin packing and its dynamics in live cells. Using nano-ChIA, we observed that chromatin is localized into spatially separable packing domains, with an average diameter of around 200 nanometers, sub-megabase genomic size, and an internal fractal structure. The chromatin packing behavior of these domains exhibits a complex bidirectional relationship with active gene transcription. Furthermore, we found that properties of PDs are correlated among progenitor and progeny cells across cell division.
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影响因子：
2.6
作者：
Mirny, Leonid A.
通讯作者：
Mirny, Leonid A.
影响因子：
8
作者：
Fischer, H;Polikarpov, I;Craievich, AF
通讯作者：
Craievich, AF
DOI：
10.1073/pnas.0810057105
发表时间：
2008-12-16
影响因子：
11.1
作者：
Eltsov, Mikhail;MacLellan, Kirsty M.;Dubochet, Jacques
通讯作者：
Dubochet, Jacques
影响因子：
3
作者：
Kremer, JR;Mastronarde, DN;McIntosh, JR
通讯作者：
McIntosh, JR
影响因子：
9.3
作者：
Durand NC;Shamim MS;Machol I;Rao SS;Huntley MH;Lander ES;Aiden EL
通讯作者：
Aiden EL