Single-molecule FRET reveals multiscale chromatin dynamics modulated by HP1α.
Single-molecule FRET reveals multiscale chromatin dynamics modulated by HP1α.
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DOI：
10.1038/s41467-017-02619-5
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发表时间：
2018-01-16
影响因子：
16.6
通讯作者：
Fierz B
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kilic S;Felekyan S;Doroshenko O;Boichenko I;Dimura M;Vardanyan H;Bryan LC;Arya G;Seidel CAM;Fierz B
染色质纤维的动态结构，基因组调控的关键决定因素，是知之甚少。在这里，我们采用多模态单分子Förster共振能量转移研究，以揭示结构状态和它们在染色质纤维的相互转换动力学。我们表明，核小体从事短暂的（微至毫秒）堆叠与他们的邻居之一的相互作用。这导致离散的四核体单位与不同的相互作用寄存器，在数百毫秒内相互转换。此外，我们发现动态染色质结构受到多价结构蛋白异染色质蛋白1α（HP1α）的调节，该蛋白与甲基化组蛋白尾部结合，从而短暂稳定堆叠的核小体。然而，这种压实状态仍然是动态的，表现出HP 1 α停留时间的时间尺度上的波动。总的来说，这项研究表明，染色质纤维中的内部DNA位点和核小体表面的暴露受到从微米到毫秒的内在动态层次结构的控制，从而使基因调控机制能够进入紧凑的染色质。染色质纤维进行连续的结构重排，但其动态架构知之甚少。在这里，作者使用单分子FRET来确定染色质纤维的结构状态和相互转换动力学，监测其效应蛋白依赖的动态运动。
The dynamic architecture of chromatin fibers, a key determinant of genome regulation, is poorly understood. Here, we employ multimodal single-molecule Förster resonance energy transfer studies to reveal structural states and their interconversion kinetics in chromatin fibers. We show that nucleosomes engage in short-lived (micro- to milliseconds) stacking interactions with one of their neighbors. This results in discrete tetranucleosome units with distinct interaction registers that interconvert within hundreds of milliseconds. Additionally, we find that dynamic chromatin architecture is modulated by the multivalent architectural protein heterochromatin protein 1α (HP1α), which engages methylated histone tails and thereby transiently stabilizes stacked nucleosomes. This compacted state nevertheless remains dynamic, exhibiting fluctuations on the timescale of HP1α residence times. Overall, this study reveals that exposure of internal DNA sites and nucleosome surfaces in chromatin fibers is governed by an intrinsic dynamic hierarchy from micro- to milliseconds, allowing the gene regulation machinery to access compact chromatin. Chromatin fibers undergo continuous structural rearrangements but their dynamic architecture is poorly understood. Here, the authors use single-molecule FRET to determine the structural states and interconversion kinetics of chromatin fibers, monitoring their effector protein-dependent dynamic motions.
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DOI：
10.1073/pnas.0903280106
发表时间：
2009-08-11
影响因子：
11.1
作者：
Grigoryev, Sergei A.;Arya, Gaurav;Schlick, Tamar
通讯作者：
Schlick, Tamar
影响因子：
3.3
作者：
Kalinin, Stanislav;Valeri, Alessandro;Seidel, Claus A. M.
通讯作者：
Seidel, Claus A. M.
影响因子：
64.8
作者：
Eisenmesser, EZ;Millet, O;Kern, D
通讯作者：
Kern, D
DOI：
10.1126/science.1172926
发表时间：
2009-07-31
期刊：
Science (New York, N.Y.)
影响因子：
--
作者：
Hodges C;Bintu L;Lubkowska L;Kashlev M;Bustamante C
通讯作者：
Bustamante C
影响因子：
64.8
作者：
Ayoub, Nabieh;Jeyasekharan, Anand D.;Venkitaraman, Ashok R.
通讯作者：
Venkitaraman, Ashok R.