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利用光诱导凝聚体施加毛细力实现精准定位，揭示染色质的黏弹性异质性
来源： 吴其乐 北京生物结构前沿研究中心 浏览 1744 次 发布时间:2024-10-09
生物分子凝聚体是活细胞中通过液-液相分离和相关的相变形成的无膜组装体。在细胞核内，染色质相关的凝聚体参与核功能的发挥，染色质相互作用凝聚体的异常与疾病相关。
染色质相关的凝聚体通过与黏弹性环境（如细胞骨架和染色质）的相互作用影响其形成和功能，但目前没有统一的模型来描述染色质的材料状态，且缺乏直接测量力响应的技术。由凝聚体与其他细胞结构形成的界面产生的界面张力在细胞内可能发挥类似分子马达的作用1，但目前尚无有效方法在活细胞中量化和控制这种力，这限制了快猫在线观看视频理解基因组组织和功能的能力。
近日，Clifford P.Brangwynne研究组开发出了VECTOR（ViscoElastic Chromatin Tethering and Organization）系统，该系统利用光诱导的凝聚体施加毛细力，实现染色质位点的快速、精确重新定位，并通过分析模拟揭示染色质的黏弹性异质性。VECTOR还展示了在高通量重新定位和多种基因组序列操控中的广泛应用潜力。
研究者在U2OS细胞中使用了双组份Corelet系统2作为“凝聚体模块”（创造凝聚体的结构），它由一个iLID-GFP-Ferritin 24聚体“核心（core）”和一个带有SspB标记的固有无序区(IDR)组成。在488nm光照下，iLID与SspB相互作用，在每个核心上添加多个IDR，并触发细胞内的相分离。通过将相同的IDR（例如FUSN）与一种结合特定染色质位点的锚定蛋白（结合重复端粒TTAGGG序列的TRF1蛋白）作为“黏附模块”（创造凝聚体与染色质位点之间相互作用的结构），来促进两个模块之间的相互作用（图1A和1B）。
图1.用于快速、精确地重新定位染色体位点的光诱导系统
通过局部蓝光激活，凝聚体可以在标记的位点上被诱导形成。在持续光激活下，锚定到两个相邻染色质位点的凝聚体会生长并融合为一个，并与目标位点保持关联。在去激活后，凝聚体收缩产生拉力，导致这些位点重新定位（图1A）。这种方法能使端粒成功地在多个微米的核空间内重新定位。然而，如果位点之间的距离超过2