Kohezyna jest wymagana, aby zapobiec przedwczesnej dysocjacji chromatyd siostrzanych po replikacji DNA. replikacji DNA. Chociaż jej rola w spójności chromatyd jest dobrze ugruntowana, funkcjonalne znaczenie związku kohezyny z chromatyną interfazową nie jest jasne. Stosując podejście proteomiki ilościowej, pokazujemy, że STAG1 (Scc3/SA1) kohezyny oddziałuje z czynnikiem wiążącym CCTC CTCF związanym z izolatorem c-myc. do elementu izolatora c-myc. Zarówno specyficzne dla alleli wiązanie CTCF, jak i Scc3/SA1 w nadrukowanym locus genu IGF2/H19, jak i nasze analizy ludzkich alleli DM1 alleli zawierających podstawienia zasad w motywach wiążących CTCF wskazują, że rekrutacja kohezyny do miejsc chromosomalnych zależy od obecności CTCF. A badanie genomu na dużą skalę przy użyciu ChIP-Chip pokazuje, że wiązanie Scc3/SA1 silnie koreluje z rozkładem miejsc wiązania CTCF w ramionach chromosomalnych. Jednak niektóre miejsca chromosomalne oddziałują wyłącznie z CTCF, podczas gdy inne oddziałują wyłącznie z Scc3/SA1. Ponadto, mikroskopia immunofluorescencyjna i eksperymenty eksperymenty ChIP-Chip pokazują, że CTCF wiąże się zarówno z centromerami, jak i ramionami chromosomów podczas metafazy. Wyniki te łączą kohezynę z funkcjami regulacyjnymi genów i sugerują istotną rolę CTCF podczas kohezji chromatyd siostrzanych. kohezji. Wyniki te mają wpływ na funkcjonalną rolę podjednostek kohezyny w patogenezie zespołów Cornelii de Lange i Robertsa. zespołów. --- Kohezyna jest kompleksem białkowym wiążącym DNA, który jest niezbędny dla siostrzanej chromatydy i ułatwia naprawę uszkodzonego DNA. Ponadto, kohezyna odgrywa ważną rolę w regulacji ekspresji genów, ale molekularne mechanizmy tej funkcji są słabo poznane. tej funkcji są słabo poznane. Ostatnie eksperymenty ujawniły, że kohezyna wiąże się z tymi samymi miejscami w genomach ssaków, co palec cynkowy czynnik transkrypcyjny CTCF. W kilku loci wykazano, że CTCF funkcjonuje jako jako izolator transkrypcyjny blokujący wzmacniacz, a ostatnie obserwacje wskazują że funkcja ta zależy od kohezyny. Tutaj dokonujemy przeglądu tego, co wiadomo na temat roli kohezyny i CTCF w regulacji ekspresji genów w komórkach ssaków oraz omawiamy, w jaki sposób kohezyna może pośredniczyć w funkcji izolatora CTCF. --- Niezwykła różnorodność pojedynczych komórek jest generowana w układzie nerwowym kręgowców przez kombinatoryczną ekspresję skupionych genów protokadheryny (Pcdhα, -β i -γ). Różnorodność ta jest generowana przez połączenie stochastycznego wyboru promotora i alternatywnego splicingu pre-mRNA. Tutaj pokazujemy, że zarówno białko wiążące izolator CTCF i podjednostka kompleksu kohezyny Rad21 wiążą się do dwóch wysoce konserwatywnych sekwencji DNA, pierwszej w obrębie i drugiej poniżej aktywnych transkrypcyjnie promotorów Pcdhα. Zarówno CTCF, jak i Rad21 wiążą się do tych miejsc in vitro i in vivo, wiązanie to bezpośrednio koreluje z alternatywną ekspresją izoformy ekspresją izoformy, a obniżenie ekspresji CTCF zmniejsza alternatywną ekspresję izoformy ekspresję izoform. Co ciekawe, podobnie rozmieszczona para miejsc wiązania CTCF/Rad21 zidentyfikowano w odległym elemencie wzmacniającym (HS5-1), który jest wymagany do normalnego poziomu ekspresji alternatywnych izoform. Zidentyfikowaliśmy również dodatkową, unikalną rolę regulacyjną dla kohezyny, ponieważ Rad21 wiąże się z innym wzmacniacza (HS7) niezależnie od CTCF, a knockdown Rad21 zmniejsza ekspresję konstytutywnej, biallelicznej ekspresji izoform αc1 i αc2 Pcdhα. My proponujemy, aby CTCF i kompleks kohezyny inicjowały i utrzymywały promotor Pcdhα poprzez pośredniczenie w interakcjach między promotorami i enhancerami Pcdhα. --- Kompleks białkowy kohezyny utrzymuje razem chromatydy siostrzane w dzielących się komórkach i jest niezbędny do segregacji chromosomów. Ostatnio kohezyna została w pośredniczeniu w izolacji transkrypcyjnej, poprzez jej interakcje z CTCF. Tutaj pokazujemy w różnych typach komórek, że kohezyna funkcjonalnie zachowuje się jako specyficzny dla tkanki regulator transkrypcji, niezależny od wiązania CTCF. Poprzez wykonując dopasowane testy wiązania w całym genomie (ChIP-seq) w ludzkich komórkach raka piersi (MCF-7), odkryliśmy tysiące miejsc genomowych, które współdzielą kohezynę i receptor estrogenowy alfa (ER), ale nie wiążą CTCF. Wykorzystując ludzki komórek raka wątrobowokomórkowego (HepG2), odkryliśmy, że czynniki transkrypcyjne specyficzne dla wątroby czynniki transkrypcyjne kolokalizują z kohezyną niezależnie od CTCF w specyficznych dla wątroby celów, które różnią się od tych znalezionych w komórkach raka piersi komórkach raka piersi. Co więcej, geny regulowane przez estrogen są preferencyjnie wiązane zarówno przez ER i kohezyny, a funkcjonalnie wyciszenie kohezyny spowodowało nieprawidłowe ponowne wejście komórek raka piersi do cyklu komórkowego po leczeniu hormonalnym. Połączyliśmy dane dotyczące interakcji chromosomalnych w komórkach MCF-7 z naszymi danymi dotyczącymi wiązania kohezyny, aby wykazać, że kohezyna jest wysoce wzbogacona w regiony związane z ER, które wychwytują kotwice pętli między chromosomami. Łącznie nasze dane pokazują, że kohezyna wiąże się w całym genomie z czynnikami transkrypcyjnymi niezależnie od CTCF, odgrywa funkcjonalną rolę w transkrypcji regulowanej estrogenem i może pomóc w pośredniczeniu tkankowo-specyficzne odpowiedzi transkrypcyjne poprzez dalekosiężne chromosomalne interakcje. --- Genomy eukariotyczne są zorganizowane w architektury chromatyny wyższego rzędu poprzez białkowe interakcje dalekiego zasięgu w jądrze. Czynnik wiążący CCCTC (CTCF), specyficzny dla sekwencji czynnik transkrypcyjny, służy jako organizator chromatyny w budowaniu tej złożonej struktury chromatyny poprzez łączenie domen chromosomalnych. domeny chromosomalne. Ostatnie badania obejmujące cały genom, mapujące miejsca wiązania CTCF i jego kohezyny, przy użyciu immunoprecypitacji chromatyny połączonej z głębokim sekwencjonowaniem (ChIP-seq). głębokim sekwencjonowaniem (ChIP-seq) ujawniły, że CTCF globalnie kolokalizuje z kohezyną. To partnerstwo między CTCF i kohezyną pojawia się jako nowy i być może kluczowy aspekt być może kluczowy aspekt mechanizmów regulacji genów, oprócz odgrywania roli w organizacji chromosomów wyższego rzędu. rolę w organizacji architektury chromatyny wyższego rzędu. --- W ciągu ostatnich dziesięcioleci zmieniło się nasze spojrzenie na organizację genomu. My przeszliśmy od widoku liniowego do zapętlonego widoku genomu. Obecnie dobrze że połączenia między chromosomami i wewnątrz nich odgrywają ważną rolę w regulacji genów. główną rolę w regulacji genów. Te wzajemne połączenia są głównie koordynowane przez białko przez białko CTCF, które jest również znane jako "główny tkacz" genomu. Ostatnie postępy w sekwencjonowaniu i badaniach całego genomu ujawniły, że CTCF wiąże się z DNA w tysiącach miejsc w genomie. do DNA w tysiącach miejsc w ludzkim genomie, zapewniając możliwość tworzenia tysięcy węzłów połączeń genomowych. Co uderzające, dwa warianty histonów, a mianowicie H2A.Z i H3.3, silnie kolokalizują w miejscach wiązania CTCF. W tym artykule dokonamy przeglądu ostatnich postępów w biologii CTCF i omówimy rolę wariantów histonów H2A.Z i H3.3 w miejscach wiązania CTCF. --- Obecne podejścia epigenomiczne ułatwiły identyfikację w całym genomie elementów regulatorowych w oparciu o cechy chromatyny i wiązanie regulatora transkrypcji i zaczęły mapować dalekozasięgowe interakcje między elementami regulacyjnymi i ich celami. i ich celami. W tym miejscu skupiamy się na pojawiających się rolach CTCF i w koordynowaniu dalekozasięgowych interakcji między elementami regulatorowymi. My omawiamy, w jaki sposób specyficzne gatunkowo elementy transpozycyjne mogą wpływać na takie interakcje poprzez przebudowę repertuaru wiązania CTCF i sugerujemy, że związek kohezyny z enhancerami, promotorami i miejscami zdefiniowanymi przez wiązanie CTCF ma potencjał do tworzenia regulowanych rozwojowo sieci interakcji dalekiego zasięgu, które odzwierciedlają i promują specyficzne dla typu komórki programy transkrypcyjne. --- Czynniki regulujące chromatynę CTCF i kohezyna zostały zaangażowane w skoordynowanej kontroli wielu loci genowych w latencji wirusa Epsteina-Barr (EBV). Stwierdziliśmy, że CTCF i kohezyna są wysoce wzbogacone w zbieżne i częściowo nakładające się transkrypty dla częściowo nakładających się transkryptów dla genów LMP1 i LMP2A, ale nie jest jeszcze nie wiadomo jeszcze, w jaki sposób CTCF i kohezyna mogą koordynować regulację tych transkryptów. My Teraz pokazujemy, że genetyczne zakłócenie tego miejsca wiązania CTCF (EBVΔCTCF166) prowadzi do do deregulacji transkrypcji LMP1, LMP2A i LMP2B w immortalizowanych przez EBV limfocytach B limfocytach B. Immortalizowane wirusem EBVΔCTCF166 pierwotne limfocyty B wykazały spadek mRNA LMP1 i LMP2A oraz odpowiedni wzrost mRNA LMP2B. Zmniejszenie LMP1 i LMP2A korelowało z utratą euchromatycznej modyfikacji histonu H3K9ac i odpowiednim wzrostem heterochromatycznej modyfikacji histonu H3K9me3 w regionie promotora LMP2A w EBVΔCTCF166. Chromosom (3C) ujawniło, że tworzenie pętli DNA z źródłem replikacji plazmidu (OriP) replikacji plazmidu (OriP) zostało wyeliminowane w EBVΔCTCF166. Zaobserwowaliśmy również zaobserwowaliśmy, że liczba kopii episomu EBV była podwyższona w EBVΔCTCF166 i że nie było to spowodowane zwiększoną aktywnością cyklu litycznego. Odkrycia te sugerują, że pojedyncze miejsce wiązania CTCF kontroluje selekcję promotorów LMP2A i LMP1, chromatynę funkcję graniczną chromatyny, tworzenie pętli DNA i kontrolę liczby kopii episomu podczas latencji EBV. --- Metabolizm komórkowy zmienia wzorce ekspresji genów poprzez różne mechanizmów, w tym zmian w modyfikacjach histonów i aktywności czynnika transkrypcyjnego aktywność czynnika transkrypcyjnego. Białka zależne od dinukleotydu nikotynamidoadeninowego (NAD), takie jak polimerazy poli(ADP-rybozy) (PARP) i deacetylazy sirtuinowe odgrywają ważną rolę w tej regulacji. odgrywają ważną rolę w tej regulacji, dlatego NAD stanowi kluczowe ogniwo między metabolizmem a tymi komórkowymi procesami sygnalizacyjnymi. Tutaj odkryliśmy, że obniżenie poziomu NAD w mysich pierwotnych neuronach korowych prowadziło do zmniejszonej zależnej od aktywności ekspresji BDNF ekspresji. Zmieniona transkrypcja BDNF wystąpiła niezależnie od aktywności Sirt lub Parp; zamiast tego niskie poziomy NAD promowały zwiększoną metylację DNA promotora BDNF zależnego od aktywności. Zwiększona metylacja w tym promotorze wywołała dysocjację białka izolatora CTCF, jak również towarzyszącej mu kohezyny z locus BDNF. Utrata tych białek spowodowała acetylację histonów i zmiany metylacji w tym locus zgodne z zagęszczeniem chromatyny i wyciszeniem genów. Ponieważ BDNF ma kluczowe znaczenie dla funkcji neuronów funkcji neuronów, wyniki te sugerują, że związane z wiekiem lub odżywianiem spadki poziomów poziomy NAD, a także deficyty funkcji kohezyny związane z chorobą modulują ekspresję BDNF i mogą przyczyniać się do upośledzenia funkcji poznawczych. --- Czynnik wiążący CCCTC (CTCF) jest głównym organizatorem organizacji przestrzennej genomu i odgrywa ważną rolę w pośredniczeniu w rozległych interakcjach chromatyny. Przechwytywanie konformacji chromosomu kołowego (4C) jest podejściem o wysokiej przepustowości, które pozwala na badanie całego genomu w poszukiwaniu nieznanych potencjalnych partnerów interakcji. Wykorzystując konserwatywnego miejsca wiązania CTCF w locus Bcl11b jako przynęty, partner interakcji w locus Arhgap6 na innym chromosomie został zidentyfikowany przez 4C. Dodatkowe eksperymenty eksperymenty zweryfikowały, że interakcja międzychromatynowa między loci Bcl11b i Arhgap6 była specyficzna dla typu komórki, w czym kooperatywnie pośredniczyły CTCF i kohezynę. Analiza funkcjonalna wykazała, że partnerzy interakcji interchromatyny partnerzy byli represyjnymi elementami regulacyjnymi. Wyniki te wskazują, że interakcyjne pętle chromatynowe regulują ekspresję odpowiednich genów. --- Ściśle powiązane ludzkie klastry genów protokadheryny (Pcdh) α, β i γ kodują 53 różne izoformy białkowe, które są wyrażane w sposób kombinatoryczny, aby generując ogromną różnorodność na powierzchni poszczególnych neuronów. Ta różnorodność jest konsekwencją stochastycznego wyboru promotora i alternatywnego przetwarzania pre-mRNA przetwarzania. Tutaj pokazujemy, że wybór promotora Pcdhα jest osiągany przez zapętlenie DNA między dwoma wzmacniaczami transkrypcji i indywidualnymi promotorami napędzając ekspresję alternatywnych izoform Pcdhα. Ponadto pokazujemy, że to zapętlenie DNA wymaga specyficznego wiązania kompleksu CTCF/cohesin do dwóch symetrycznie wyrównanych miejsc wiązania w obu aktywnych transkrypcyjnie promotorach aktywnych transkrypcyjnie promotorach i w jednym z enhancerów. Odkrycia te mają ważne implikacje dotyczące interakcji enhancer/promoter w generowaniu złożonych kodów powierzchniowych komórek Pcdh w celu ustalenia tożsamości neuronalnej i samounikania w poszczególnych neuronach. --- Wkład ludzkiego subtelomerowego DNA i organizacji chromatyny do integralności telomerów i ochrony końca chromosomu nie jest jeszcze zrozumiały w szczegółach molekularnych. Tutaj pokazujemy za pomocą ChIP-Seq, że większość ludzkich subtelomerów zawiera miejsce wiążące CTCF i kohezynę w obrębie ∼1-2 kb powtórzonego traktu TTAGGG oraz sąsiadujące z wyspami CpG zaangażowanymi w kontrolę transkrypcji TERRA. ChIP-Seq ujawnił również, że polimeraza RNA II (RNAPII) została wzbogacona w miejscach przylegających do CTCF i rozciągających się w kierunku powtórzonych odcinków telomerów. Mutacja miejsc wiążących CTCF w promotorach przenoszonych przez plazmidy zmniejszała aktywność transkrypcyjną w sposób zależny od orientacji. Zubożenie CTCF przez shRNA doprowadziło do zmniejszenia w transkrypcji TERRA oraz utratę wiązania kohezyny i RNAPII do subtelomerów. subtelomerów. Zubożenie CTCF lub podjednostki kohezyny Rad21 spowodowało indukowane telomerem ogniska uszkodzeń DNA (TIF) i destabilizację TRF1 i TRF2 wiązanie do proksymalnego subtelomerowego DNA TTAGGG. Odkrycia te wskazują, że CTCF i kohezyna są integralnymi składnikami większości ludzkich subtelomerów i ważne dla regulacji transkrypcji TERRA i ochrony końca telomerów. --- Kompleks kohezyny jest najbardziej znany ze swojej roli w kohezji chromatyd siostrzanych. W ciągu ostatnich kilku lat stało się oczywiste, że kohezyna reguluje również ekspresję genów. ale mechanizmy, dzięki którym to robi, są nieznane. Ostatnio trzy grupy grupy zmapowały liczne miejsca wiążące kohezynę w chromosomach ssaków i znalazły znaczące nakładanie się z czynnikiem wiążącym CCCTC (CTCF).1-3 CTCF jest białkiem izolującym, które blokuje CTCF jest białkiem izolującym, które blokuje interakcje wzmacniacz-promotor. Badacze odkryli, że kohezyna również przyczynia się do tej aktywności. Tak więc, te wykazują co najmniej jeden mechanizm, za pomocą którego kohezyna może kontrolować ekspresję genów. ekspresję genów. --- Miejsca CTCF są liczne w genomach różnych gatunków, ale ich funkcja jest enigmatyczna. enigmatyczna. Wykorzystaliśmy wychwytywanie konformacji chromosomów do określenia dalekiego zasięgu interakcji między miejscami CTCF/cohesin na obszarze 2 Mb na ludzkim chromosomie 11 obejmującego locus beta-globiny i flankujące geny receptorów węchowych. Chociaż CTCF zajmuje te miejsca zarówno w komórkach erytroidalnych K562, jak i komórkach fibroblastów 293T, częstotliwości interakcji dalekiego zasięgu między miejscami są wysoce specyficzne dla typu komórki, ujawniając bardziej gęsto skupioną organizację w przypadku braku aktywności genu globiny. Zarówno CTCF, jak i kohezyny są wymagane dla konformacji chromatyny specyficznej dla typu komórki. Ponadto, utrata organizacyjnych w komórkach K562 poprzez redukcję CTCF za pomocą shRNA skutkuje w nabywaniu represyjnych znaczników histonowych w locus globiny i zmniejsza ekspresję genów globiny, podczas gdy ciche flankujące geny receptorów węchowych są nie ulegają zmianie. Wyniki te potwierdzają rolę miejsc CTCF/cohesin w całym genomie poprzez tworzenie pętli, które zarówno wpływają na transkrypcję, jak i przyczyniają się do specyficznej dla typu komórki organizacji i funkcji chromatyny. --- Runx1 jest czynnikiem transkrypcyjnym niezbędnym dla ostatecznej hematopoezy. U wszystkich kręgowców gen Runx1 jest transkrybowany z dwóch promotorów: promotora proksymalnego (P2) i promotora dystalnego (P1). promotora proksymalnego (P2) i promotora dystalnego (P1). Wcześniej odkryliśmy, że ekspresja runx1 w określonej populacji komórek krwiotwórczych w zarodkach danio pręgowanego zależy od kohezyny. Tutaj pokazujemy, że zebrafish runx1 jest bezpośrednio związany przez kohezynę i czynnik wiążący CCCTC (CTCF) w promotorach P1 i P2 oraz w obrębie intronu między P1 i P2. Kohezyna inicjuje ekspresję runx1 w tylnej mezodermie bocznej i tylnej mezodermie bocznej i wpływa na wykorzystanie promotora, podczas gdy CTCF hamuje jego ekspresję w nowo powstających komórkach ekspresję w nowo powstających komórkach pąka ogonowego. Wiązanie intronowe miejsca dla kohezyny i CTCF pokrywają się z modyfikacjami histonów, które nadają właściwości podobne do wzmacniaczy, a dwa z miejsc kohezyny / CTCF zachowywały się jak izolatory w teście in vivo. Zidentyfikowane miejsca wiązania kohezyny i CTCF są prawdopodobnie elementami regulującymi cis (CRE) dla runx1, ponieważ również rekrutują również polimerazę RNA II (RNAPII). Zubożenie CTCF wykluczyło RNAPII z dwóch intronowych CRE, ale nie promotorów runx1. Proponujemy, aby kohezyna i CTCF pełnią różne funkcje w regulacji runx1 podczas embriogenezy danio pręgowanego. embriogenezy i że te funkcje regulacyjne prawdopodobnie obejmują runx1 intronowe CRE. Zubożenie kohezyny (ale nie CTCF) zwiększyło ekspresję RUNX1 w linii komórkowej ludzkiej linii komórkowej białaczki, co sugeruje zachowanie regulacji RUNX1 przez ewolucji. --- Ostatnie badania wykazały, że białko CTCF, które odgrywa ważną rolę w izolacji i wielkoskalowej organizacji chromatyny w jądrze eukariotycznym. jądra, zależy w obu przypadkach od rekrutacji kompleksu kohezyny. My pokazujemy, że interakcja CTCF z kompleksem kohezyny obejmuje bezpośrednie kontakty między podjednostką kohezyny kontakty między podjednostką kohezyny SA2 a określonymi regionami C-końcowego ogona CTCF. ogona CTCF. Wszystkie inne składniki kohezyny są rekrutowane poprzez ich interakcję z SA2. Ekspresja in vivo mutantów CTCF pozbawionych C-końcowej domeny domeny lub z mutacjami w miejscach w niej wymaganych do wiązania SA2, zakłóca normalny profil ekspresji wdrukowanych genów IGF2-H19, a także skutkuje w utracie aktywności izolacyjnej. Podsumowując, nasze wyniki pokazują, że specyficzne miejsca na C-końcu CTCF są niezbędne do wiązania kohezyny i funkcji izolatora. funkcji izolatora. Jedyna bezpośrednia interakcja między CTCF i kohezyną obejmuje kontakt z SA2, który znajduje się na zewnątrz pierścienia kohezyny. Sugeruje to że podczas rekrutacji kohezyny do CTCF, SA2 może wiązać się najpierw, a pierścień może a pierścień może się następnie połączyć. --- Kompleks kohezyny utrzymuje siostrzane chromatydy razem i jest niezbędny do segregacji chromosomów. Ostatnio kohezyny zostały zaangażowane w regulacji transkrypcji i izolacji poprzez kolokalizację w całym genomie z białkiem izolatora CTCF, w tym udział w nadrukowanym locus H19/Igf2 locus. CTCF wiąże się z wieloma odciśniętymi loci i jest wymagane do prawidłowej ekspresji w locus H19/Igf2. Tutaj donosimy, że kohezyny kolokalizują z CTCF w dwóch dodatkowych imprintowanych loci, Dlk1-Dio3 i loci Kcnq1/Kcnq1ot1. Podobnie jak w przypadku locus H19/Igf2, CTCF i kohezyny preferencyjnie wiążą się z różnicowo metylowanym regionem Gtl2 (DMR) na niemetylowanym allelu matczynym. Aby określić funkcjonalne znaczenie funkcjonalne znaczenie wiązania CTCF i kohezyn w trzech imprintowanych loci, CTCF i kohezyny zostały w mysich embrionalnych komórkach fibroblastów. Monoalleliczna ekspresja genów w tych trzech loci została utrzymana. Jednakże, poziomy mRNA dla tych genów były zazwyczaj zwiększone; dla H19 i Igf2 zwiększony poziom ekspresji był niezależny od CTCF. ekspresji był niezależny od miejsc wiążących CTCF w regionie kontrolnym imprintingu. region. Wyniki tych eksperymentów pokazują niedocenianą rolę CTCF i kohezyn w represji genów imprintingowych w komórkach somatycznych. --- Czynniki wiążące DNA są niezbędne do regulacji ekspresji genów. CTCF i są czynnikami wiążącymi DNA, które odgrywają centralną rolę w organizacji chromatyny i ekspresji genów. ekspresji genów. Określiliśmy miejsca wiązania CTCF i kohezyny do DNA w mózgu myszy, w całym genomie i w sposób specyficzny dla alleli z dużą głębokością odczytu ChIP-seq. Porównując nasze wyniki z istniejącymi danymi dla wątroby myszy i zarodkowych komórek macierzystych (ES), zbadaliśmy specyficzność tkankową miejsc wiązania CTCF miejsc wiązania. Komórki ES mają mniej unikalnych miejsc wiązania CTCF niż wątroba i mózg, co jest zgodne ze wzorem wiązania CTCF w stanie podstawowym, który jest opracowywany podczas różnicowania. Miejsca wiązania CTCF bez kanonicznego były wysoce specyficzne dla tkanki. W mózgu jedna trzecia miejsc wiązania CTCF i miejsc wiązania kohezyny pokrywa się, co jest zgodne z potencjałem wielu interakcji między kohezyną i CTCF, ale także wiele przypadków niezależnego działania. działania. W kontekście imprintingu genomowego, CTCF i/lub kohezyna wiążą się z większością, ale nie wszystkimi większość, ale nie wszystkie różnicowo metylowane regiony, z preferencyjnym wiązanie z niezmetylowanym allelem rodzicielskim. Niezależnie od tego, czy rodzicielski metylacja specyficzna dla allelu została ustalona w rodzicielskich liniach zarodkowych lub po zapłodnieniu w zarodku nie jest czynnikiem determinującym wiązanie CTCF lub kohezyny. wiązania. Odkrycia te łączą CTCF i kohezynę z regionami kontrolnymi podzbioru genów imprintowanych, wspierając pogląd, że kontrola imprintingu jest mechanistycznie zróżnicowana. --- Somatyczna rekombinacja loci receptora antygenu limfocytów jest integralną częścią różnicowania limfocytów i odporności adaptacyjnej. Tutaj dokonujemy przeglądu związku tego wysoce choreograficznego procesu z białkiem palca cynkowego CTCF i z kohezyną, kompleksem białkowym najlepiej znanym ze swoich podstawowych funkcji w poreplikacyjnej naprawie DNA i segregacji chromosomów podczas cyklu komórkowego. W loci receptora antygenu limfocytów, CTCF i kohezyna kształtują interakcje dalekiego zasięgu i przyczyniają się do rekombinacji V(D)J poprzez ułatwianie transkrypcji i transkrypcję i dostępność specyficzną dla danego etapu rozwoju. --- TŁO: Ostatnie badania sugerują, że genomy ludzi / ssaków są podzielone na duże, dyskretne domeny, które są jednostkami organizacji chromosomów. CTCF, czynnik wiążący czynnik wiążący CCCTC, odgrywa zróżnicowaną rolę w regulacji genomu, w tym regulacja transkrypcji, izolacja granic chromosomów, replikacja DNA i pakowanie chromatyny. pakowanie chromatyny. Pozostaje niejasne, czy podzbiór miejsc wiązania CTCF odgrywa funkcjonalną rolę w tworzeniu/utrzymywaniu topologicznych domen chromatyny. domen topologicznych chromatyny. WYNIKI: Systematycznie analizowaliśmy genomowe, transkryptomiczne i epigenetyczne profile miejsc wiązania profile miejsc wiązania CTCF w 56 ludzkich liniach komórkowych z ENCODE. Zidentyfikowaliśmy zidentyfikowaliśmy ~24 000 miejsc CTCF (określanych jako miejsca konstytutywne), które były związane w ponad 90% linii komórkowych. Nasza analiza ujawniła: 1) konstytutywne loci CTCF znajdowały się w konstytutywnie otwartej chromatynie i często kolokalizowały z konstytutywnymi loci kohezyny; 2) większość konstytutywnych loci CTCF była oddalona od miejsc miejsc startu transkrypcji i nie zawierały wysp CpG, ale były wzbogacone o pełne spektrum motywów CTCF: niedawno opisany 33/34-mer i dwa inne potencjalnie nowe (22/26-mer); 3) co ważniejsze, większość konstytutywnych loci CTCF była obecna w interakcjach chromatynowych za pośrednictwem CTCF wykrytych przez ChIA-PET i te interakcje parami występowały głównie w obrębie, ale nie pomiędzy, domenami topologicznymi zidentyfikowanymi przez Hi-C. WNIOSKI: Nasze wyniki sugerują, że konstytutywne miejsca CTCF mogą odgrywać rolę w organizowaniu/utrzymywaniu niedawno zidentyfikowanych domen topologicznych, które są wspólne dla większości ludzkich komórek. --- Ludzka interleukina-3 (IL-3) i czynnik stymulujący kolonie granulocytów i makrofagów (GM-CSF lub CSF2) powstał przez duplikację genu przodków. genu przodka. Chociaż dzieli je zaledwie 10 kb i reagują na te same sygnały, geny IL-3 i GM-CSF są jednak regulowane niezależnie przez oddzielne, specyficzne tkankowo enhancery. Aby zrozumieć zróżnicowaną regulację genów IL-3 i GM-CSF zbadaliśmy klaster trzech wszechobecnych miejsc niewrażliwych na DNazę I (DHS) zlokalizowanych pomiędzy tymi dwoma genami. Odkryliśmy, że każde zawiera konserwatywną sekwencję konsensusu CTCF, wiąże CTCF i rekrutuje podjednostkę kohezyny Rad21. podjednostkę kohezyny Rad21 in vivo. Pozycjonowanie tych miejsc względem genów IL-3 i GM-CSF i ich odpowiednich wzmacniaczy jest zachowane między człowiekiem i myszy, co sugeruje funkcjonalną rolę w organizacji locus. My stwierdziliśmy, że miejsca te skutecznie blokują funkcjonalne interakcje między enhancerem GM-CSF i promotorem IL-3 lub GM-CSF w testach genów reporterowych. genów reporterowych. Dane te dowodzą, że regulacja promotorów IL-3 i GM-CSF zależy od pozycji ich enhancerów w stosunku do konserwatywnych promotorów miejsc wiążących CTCF/cohesin. Sugerujemy, że jedną z ważnych ról tych miejsc jest jest umożliwienie niezależnej regulacji genów IL-3 i GM-CSF.
Czy białko CTCF kolokalizuje z kohezyną?
Niedawne badania obejmujące cały genom, mapujące miejsca wiązania CTCF i jego partnera, kohezyny, przy użyciu immunoprecypitacji chromatyny połączonej z głębokim sekwencjonowaniem (ChIP-seq) ujawniły, że CTCF globalnie kolokalizuje się z kohezyną.