Cell：「小身体，大智慧」Cell 重磅阐述大肠杆菌染色体折叠模式及影响因素

性染色棒状是细胞会生命活动的杂质本棒状基础，与多种细胞会处理过程息息相关，如基因传达、DNA 修复和性染色棒状分立，其准确翻转至关重要。所有细胞会都须将自身的基因组通过翻转压缩在一个小棒状积密闭当之前。

与真氘细胞会完全相同，芽孢细胞会没有氘膜，并且不但会将其性染色棒状 DNA 包装成类似于氘小棒状的段落本棒状单元。然而，它们依然翻转并集之前它们的性染色棒状杂质，逐步形成一个动态的、有组织的 DNA 网络，称为类氘（nucleoid）。

近日，美国耶鲁大学 Christine Jacobs-Wagner 研究工作小组在 Cell 新闻周刊上发表了题为 Interconnecting solvent quality， transcription， and chromosome folding in Escherichia coli 的论文，探究了大肠杆菌之前的性染色棒状翻转规律。

在本研究工作之前，所写采用细胞会的简单弹性棒状物理学视角，将细胞会器视为弹性棒状溶液，其之前弹性棒状是 DNA，甲苯是细胞会器之前的其他所有杂质（例如，流水、酪氨酸、细胞、亚基和 RNA）。

根据弹性棒状-甲苯化学键，甲苯的质量大致分为三种并不一定：期望、更佳和差。

在更佳震荡的甲苯之前，弹性棒状和甲苯彼此之间的化学键优于弹性棒状链段彼此之间的化学键。只不过，在缺失甲苯之前，弹性棒状链段彼此之间的化学键比它们与甲苯的化学键更是十分困难。期望锥形态则是鄙视和众多化学键被相互再加。

类氘周围 DNA 浓度（特写相关联：Cell）

大肠杆菌细胞会之前的微小最低类氘个数

在营养缺少和营养丰富的前提条件下，细胞会 DNA 浓度和类氘个数基本保持不变。

为了测定类氘矩形个数，研究工作人员使用大肠杆菌大肠杆菌（CJW6340，传达含有 GFP 标记的人工其设计的细胞，该细胞自组装成 25 nm 的 60 个亚基十二面棒状纳米管锥形）进行时单粒子实验者。

单粒子实验者纯示类氘不存在密闭位阻，整棒状最低均方位移与布朗运动恰当，可推测最低类氘矩形尺寸> 25 nm。

使用更是大的探针 GFP-μNS 颗粒（最低个数为 58 nm）的探针，挖掘出其出发点在细胞会较冷（即远离类氘）的可能性减少，估计微小最低类氘矩形个数约为 50 nm。

微小最低类氘矩形尺寸的估计（特写相关联：Cell）

细胞会器是性染色棒状的缺失甲苯并推动性染色棒状本棒状域的逐步形成

通过性染色棒状环己烷的 3D 蒙特卡罗模拟器将大肠杆菌性染色棒状建模为自由相互连接的链，调整相邻 DNA 相片彼此之间角度看以内的强制执行，以模拟器甲苯质量。

模拟器探究了完全相同甲苯前提条件下性染色棒状环己烷的巨大相异：

相对期望和更佳的甲苯前提条件，在缺失甲苯前提条件下，DNA 表面积似乎在密闭上更是加不表面，与用超亮度白光图像通过观察的芽孢类氘 DNA 表面积的密闭关联性恰当。相比于更佳的甲苯，细胞会器的缺失甲苯震荡可以引发多至 60 倍的性染色棒状压缩比。

在缺失甲苯之前，DNA 相片往往彼此更是接近，引发逐步形成 DNA 表面积高的区域与 DNA 表面积低的区域交错。这种 DNA 表面积的密闭关联性产生了空洞现象，以减少表面的最低矩形尺寸，并允许更是大的物棒状通过。

而在期望和更佳的甲苯前提条件下，类氘 DNA 表面积在密闭上更是加表面，最低矩形尺寸较小。

细胞会器之前直接的缺失甲苯可以推动性染色棒状本棒状域（domain）的逐步形成，这种本棒状类似于 Hi-C 实验者之前所只见的核糖互为依赖性域（CIDs）。只有在较差甲苯前提条件下才能碰到大的域锥形本棒状。

大肠杆菌性染色棒状环己烷在完全相同并不一定甲苯之前的模拟器（特写相关联：Cell）

类巯基内亚基表面积的密闭关联性与DNA表面积方形一般而言

亚基主要以多聚亚基形式存在，可溶性在类氘区域部份。向斜重建和亚基出发点纯示，亚基表面积倾斜度不表面。除了意味著的亚基在细胞会周围可溶性部份，亚基在细胞会器之前表现出表面积的关联性，包括在细胞会的之前心区域 (即类氘区)。

在类巯基内，亚基白光接收器与 DNA 接收器方形一般而言，这所述细胞会器的缺失甲苯震荡是引发 DNA 表面积不表面的原因，而 DNA 表面积不表面又反过来影响了亚基的出发点。

大肠杆菌层析图之前亚基的密闭分布区（特写相关联：Cell）

亚基表面积与类氘周围的 DNA 方形一般而言（特写相关联：Cell）

完全相同甲苯之前性染色棒状个数的模拟器结果（特写相关联：Cell）

酪氨酸是引发细胞会器缺失甲苯震荡的原因

如果多聚亚基拥挤是氘样紧密化的主要推动因素，那么这个理论预言，即使酪氨酸不受影响，多聚亚基丰度的减少也但会引发类氘样扩张。

为了检验这种可能性，所写用姜文霉素（Ksg，一种迥然完全相同的 RNA 翻译启动抑制剂）附近理大肠杆菌细胞会，以将多聚亚基转化成为游离的亚基亚单位和无亚基的 mRNAs，减少多聚亚基的丰度。

所写挖掘出细胞会与 Ksg 孵育 40 分钟后类巯基并没有缩小，大多数类巯基看起来更是加紧凑，细胞会之前可辨别类巯基的比重纯着减少。

Ksg 附近理引发类氘向彼此移动与合并。这种单体能界面化学键变小，推动类巯基和 RNA 彼此之间的分立。

而在利福平（Rif，一种广谱抗生素抑制剂）附近理后，RNA 裂解停止，酪氨酸抑制，氘质比率 (氘质面积除以细胞会面积) 减少，氘质发生膨胀。这些结果证明 RNA 流水平越多高，RNA 和 DNA 彼此之间的分立越多大，氘样本棒状越多紧密。

总之，DNA 和 RNA 彼此之间的鄙视依赖性，引发了性染色棒状细胞会器的缺失甲苯震荡。

RNA/DNA 分立和类氘紧表面积（特写相关联：Cell）

引发细胞会器缺失甲苯震荡的因素

类氘细胞（NAPs）和其他 DNA 混合细胞（如酪氨酸调节细胞）是与性染色棒状化学键的因素之一。细胞与阴离子 DNA 弹性棒状的混合能局部转变性染色棒状的静电势，通过弯转空洞 DNA 减少 DNA 螺旋阔度，进一步转变类巯基的压缩高度和矩形尺寸。

高离子切变的细胞会器也可能引发较差的甲苯震荡。棒状部份研究工作证明，随着盐浓度的减少，DNA 相片彼此之间的净相互鄙视减少。二价氧离子不仅可以重定向 DNA 上的电荷，还可以作用于 DNA 相片彼此之间的相互众多。

分子动力学模拟器证明，氨基酸拥挤可以被视为直接地减小甲苯震荡。因此，多聚亚基丰度的变动、高 RNA 流水平与 RNA/DNA 分立度和类氘紧密高度增大相关。

在 CID 域的边界，高酪氨酸活性引发新生 RNA 积累。这些 RNA 依然通过 RNA 单体酶与 DNA 混合，不能扩散。所写可推测，为了能避免与这些混合 RNA 的认识，DNA 链通过收缩减小其边界附近的局部表面积，在边界两侧逐步形成密集的 DNA 区域。

研究工作令人难忘：

大肠杆菌作为迥然完全相同的模式生物，是研究工作得最为详尽的原氘芽孢。它们的性染色棒状被压缩成类氘，但对于性染色棒状压缩和本棒状域的逐步形成还没有完全理解。

本研究工作之前提出了一种意味著大肠杆菌之前类氘最低矩形个数的方法有。当细胞会被视为简单的半稀释弹性棒状溶液时，细胞会器表现为性染色棒状的缺失甲苯。

缺失甲苯震荡但会引发性染色棒状泥土和 DNA 表面积关联性，异质 DNA 表面积与类氘内的亚基表面积方形一般而言，并挖掘出 RNA 也但会引发缺失的甲苯震荡。该研究工作将性染色棒状泥土和本棒状域逐步形成与酪氨酸和细胞会内组织联系起来，对性染色棒状逐步形成的机制有了更是深入的了解。

特写相关联：Cell

原始出附近：

Yingjie XiangIvan V. SurovtsevYunjie Chang， et al. Interconnecting solvent quality， transcription， and chromosome folding in Escherichia coli. CellVol. 184Issue 14p3626–3642.e14.