MARC

 008260126s2025        us                              c    eng  d
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■020    ▼a9798286442102
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI31844491
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a574.191
■1001  ▼aYuan,  Tianyu.
■24510▼aChromatin  Architecture  and  Dynamics  in  Native  Folding  States
■260    ▼a[Sl]▼bYale  University▼c2025
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2025
■300    ▼a175  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  86-12,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Mochrie,  Simon  G.  J.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--Yale  University,  2025.
■520    ▼aThe  central  question  in  chromatin  architecture  and  dynamics  is  how  meter-long  DNA  strands  are  organized  within  a  micrometer-sized  nucleus  while  maintaining  regulation  of  all  genomic  activities.  While  some  organizational  principles  have  been  identified  and  validated  through  both  theoretical  models  and  experiments,  controversies  between  alternative  mechanisms  persist,  continually  refining  and  enriching  our  understanding  of  chromatin  architecture  and  dynamics.  At  the  intermediate  length  scale,  chromatin  architecture  is  characterized  by  topologically  associating  domains  (TADs),  revealed  through  experimental  Hi-C  contact  maps.  This  organization  can  be  explained  and  modeled  using  loop  extrusion  factor  (LEF)  models,  which  rely  on  the  correlation  between  TAD  boundaries  and  the  genomic  positions  of  boundary  elements  (BEs).  However,  although  TADs  feature  prominently  in  their  Hi-C  contact  maps,  non-vertebrate  eukaryotes  either  possess  unidentified  functional  BEs  or  exhibit  few  TAD  boundaries  that  correlate  with  the  known  BE  binding  sites,  frustrating  comparisons  between  Hi-C  data  and  simulations.To  model  intermediate-scale  chromatin  organization  across  the  tree  of  life,  characterized  by  TADs,  the  first  chapter  introduces  the  conserved-current  loop  extrusion  (CCLE)  model  that  interprets  LEFs  as  a  nearly  conserved  probability  current.  By  design,  CCLE  eliminates  the  need  to  identify  BEs  and  their  genomic  positions,  relying  instead  on  ChIP-seq  data  of  LEFs  as  its  sole  input.  CCLE  provides  a  modified  paradigm  for  LEF  models,  shifting  from  the  concept  of  localized  barriers  to  incorporating  position-dependent  loop  extrusion  rates.  We  show  that  CCLE  accurately  predicts  the  TAD-scale  Hi-C  contact  maps  of  interphase  Schizosaccharomyces  pombe,  meiotic  and  mitotic  Saccharomyces  cerevisiae,  and  Mus  musculus  liver  cells,  demonstrating  its  utility  in  eukaryotes  both  with  and  without  identified  functional  BEs.  More  importantly,  the  success  of  CCLE  in  these  systems  suggests  that  loop  extrusion  is  indeed  the  primary  mechanism  underlying  TAD-scale  chromatin  organization  in  eukaryotes.Building  on  the  assumption  that  the  loop  extrusion  mechanism  predominantly  shapes  chromatin  organization  at  the  intermediate  length  scale,  the  second  chapter  investigates  how  loop  extrusion  affects  chromatin  dynamics.  By  incorporating  loops  and  dynamic  loop  extrusion  into  the  classical  nearest-neighbor  Rouse  model,  we  enable  exact  simulations  of  the  resultant  looped  chromatin  polymer.  We  demonstrate  that  chromatin  loops  in  a  native,  dynamic  steady  state  reduce  chromatin  mobility,  as  measured  by  the  time-  and  ensemble-averaged  mean  square  displacements  (MSDs),  reminiscent  of  recent  experimental  results  that  examine  the  dynamics  of  chromatin  loci  in  living  cells.  We  also  find  that  loops  reduce  the  MSD's  stretching  exponent  from  the  classical  Rouse-model  value  of  1/2  to  a  value  near  0.45,  which  has  also  been  observed  in  recent  experiments.  Furthermore,  our  extended  Rouse  model  approach  enables  us  to  investigate  chromatin  dynamics  with  any  loop  configuration.  By  studying  static  "rosette"  configurations,  we  demonstrate  that  chromatin  MSDs  and  stretching  exponents  depend  on  the  location  of  the  locus  in  question  relative  to  the  position  of  the  loops  and  on  the  local  friction  environments.
■590    ▼aSchool  code:  0265.
■650  4▼aBiophysics
■650  4▼aCellular  biology
■650  4▼aMolecular  biology
■650  4▼aGenetics
■653    ▼aChromatin  dynamics
■653    ▼aChromatin  organization
■653    ▼aGenome  organization
■653    ▼aLoop  extrusion  factor  model
■653    ▼aRouse  model
■690    ▼a0786
■690    ▼a0379
■690    ▼a0369
■690    ▼a0307
■71020▼aYale  University▼bPhysics.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g86-12B.
■790    ▼a0265
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2025
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17356706▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

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