Spatial modeling of biological patterns shows multiscale organization of Arabidopsis thaliana heterochromatin.
Spatial modeling of biological patterns shows multiscale organization of Arabidopsis thaliana heterochromatin.
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DOI：
10.1038/s41598-020-79158-5
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发表时间：
2021-01-11
影响因子：
4.6
通讯作者：
Andrey P
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Arpòn J;Sakai K;Gaudin V;Andrey P
细胞核中的空间组织与基因组功能（如基因调控）密切相关。类似地，生物组分如大分子复合物、细胞器和细胞的特定空间排列参与许多生物功能。生物系统的基本组成部分之间的空间相互作用决定了它们的相对位置，是空间格局的关键决定因素。然而，生物的变异性和缺乏适当的空间统计方法和模型限制了我们目前分析这些相互作用的能力。在这里，我们开发了一个框架，解剖空间的相互作用和组织原则相结合的无偏统计检验，多个空间描述符和新的空间模型。我们使用植物组成型异染色质作为模型系统，以证明我们的框架的潜力。我们的研究结果挑战了常见的周边组织的色心，显示，色心安排沿着径向和横向方向在核空间，并服从多尺度组织与尺度依赖的拮抗作用。拟议的通用框架将有助于确定空间组织的决定因素，并质疑它们与生物功能的相互作用。
The spatial organization in the cell nucleus is tightly linked to genome functions such as gene regulation. Similarly, specific spatial arrangements of biological components such as macromolecular complexes, organelles and cells are involved in many biological functions. Spatial interactions among elementary components of biological systems define their relative positioning and are key determinants of spatial patterns. However, biological variability and the lack of appropriate spatial statistical methods and models limit our current ability to analyze these interactions. Here, we developed a framework to dissect spatial interactions and organization principles by combining unbiased statistical tests, multiple spatial descriptors and new spatial models. We used plant constitutive heterochromatin as a model system to demonstrate the potential of our framework. Our results challenge the common view of a peripheral organization of chromocenters, showing that chromocenters are arranged along both radial and lateral directions in the nuclear space and obey a multiscale organization with scale-dependent antagonistic effects. The proposed generic framework will be useful to identify determinants of spatial organizations and to question their interplay with biological functions.
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DOI：
10.1073/pnas.1212277109
发表时间：
2013-03-12
影响因子：
11.1
作者：
Apte, Zachary S.;Marshall, Wallace F.
通讯作者：
Marshall, Wallace F.
影响因子：
64.8
作者：
Falk, Martin;Feodorova, Yana;Mirny, Leonid A.
通讯作者：
Mirny, Leonid A.
DOI：
10.1111/j.2517-6161.1995.tb02031.x
发表时间：
1995-01-01
影响因子：
5.8
作者：
BENJAMINI, Y;HOCHBERG, Y
通讯作者：
HOCHBERG, Y
DOI：
10.1073/pnas.1506351112
发表时间：
2015-07-14
影响因子：
11.1
作者：
Batzenschlager, Morgane;Lermontova, Inna;Chaboute, Marie-Edith
通讯作者：
Chaboute, Marie-Edith
影响因子：
2.7
作者：
Donnelly, PM;Bonetta, D;Dengler, NG
通讯作者：
Dengler, NG