Kinetic principles underlying pioneer function of GAGA transcription factor in live cells.
Kinetic principles underlying pioneer function of GAGA transcription factor in live cells.
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GAGA转录因子在活细胞中先锋功能的动力学原理。
DOI：
10.1038/s41594-022-00800-z
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发表时间：
2022-07
影响因子：
16.8
通讯作者：
Wu, Carl
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Tang, Xiaona;Li, Taibo;Liu, Sheng;Wisniewski, Jan;Zheng, Qinsi;Rong, Yikang;Lavis, Luke D.;Wu, Carl
先驱因子如何与染色质相互作用以促进转录调控的可及性在体内了解甚少。在此，我们在活的果蝇血细胞中直接观察原型GAGA先驱因子（GAF）与染色质的结合。单粒子追踪显示，大多数GAF与染色质结合，其中稳定结合部分显示出类似核小体的限制，在染色质上停留超过2分钟，远长于大多数转录因子的动态范围。这些动力学特性需要GAF的DNA结合、多聚化和固有无序结构域的完整组合，并且独立于招募的染色质重塑因子NURF和PBAP，它们的活性主要有利于GAF的邻近因子，如热休克因子。对GAF动力学及其内源丰度的评估表明，尽管存在开关动态，但GAF持续且完全占据主要的染色质靶点，从而提供了一种时间机制，为对稳态、环境和发育信号的转录反应维持开放的染色质。
How pioneer factors interface with chromatin to promote accessibility for transcription control is poorly understood in vivo. Here, we directly visualize chromatin association by the prototypical GAGA pioneer factor (GAF) in live Drosophila hemocytes. Single-particle tracking reveals that most GAF is chromatin bound, with a stable-binding fraction showing nucleosome-like confinement residing on chromatin for more than 2 min, far longer than the dynamic range of most transcription factors. These kinetic properties require the full complement of GAF’s DNA-binding, multimerization and intrinsically disordered domains, and are autonomous from recruited chromatin remodelers NURF and PBAP, whose activities primarily benefit GAF’s neighbors such as Heat Shock Factor. Evaluation of GAF kinetics together with its endogenous abundance indicates that, despite on–off dynamics, GAF constitutively and fully occupies major chromatin targets, thereby providing a temporal mechanism that sustains open chromatin for transcriptional responses to homeostatic, environmental and developmental signals.
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