Lamina–associated chromatin in the context of the mammalian genome folding

Abstract

Eukaryotic interphase chromatin is folded hierarchically. Mammalian chromosomes are partitioned into topo-logically associating domains (TADs) whose interactions with each other drive the spatial segregation of the bulk chromatin into A–compartment containing active genomic regions, and B–compartment harboring re-pressed genomic loci and gene deserts. The internal structure of TADs is represented by CTCF/cohesin–mediated loops. The specific local and large–scale spatial structure of chromosomes plays an important role in the regulation of the genome functions. The recruiting of the genome loci to internal nuclear structures drives a subset of long–range chromatin interactions. The nuclear lamina is found to be involved into chromatin spatial positioning within the nucleus. The chromatin–nuclear lamina interactions are not rigid allowing for a substantial reconfiguration of the genome topology in cell generations and during differentiation. Here, we review some resent findings shedding light on the nature and spatial dynamics of the lamina–associated genomic regions.

Інтерфазна хроматин еукаріот характеризується ієрархічної просторовою структурою. Хромосоми ссавців розділені на топологічно асоційовані домени (тади), взаємодії яких один з одним визначають наявність хроматінових компартментов двох типів, один з яких (А-компартмент) містить активні ділянки геному, а другий - репресовані райони і генні пустелі (В-компартмент). Внутрішня структура ТАДов представлена ​​головним чином хроматиновими петлями між ділянками зв'язування білка CTCF і когезіна. Специфічна побутовій та іншій великомасштабна просторова організація хроматину грає важливу роль в регуляції роботи генома. Частина дистанційних взаємодій в хроматині визначається залученням різних районів геному до внутрішніх структур ядра. Ядерна ламина бере участь у встановленні та підтримці просторової структури хроматину. Взаємодії хроматину з ядерної Ламін є значною мірою динамічними, що обумовлює можливість перебудови тривимірної архітектури хроматину в ряді клітинних поколінь і в процесі диференціювання. У даній оглядовій статті ми сфокусували увагу на ряді недавно отриманих експериментальних даних, що стосуються природи і динаміки взаємодій хроматину з ядерної Ламін.

Интерфазный хроматин эукариот характеризуется иерархической пространственной структурой. Хромосомы млекопитающих разделены на топологически ассоциированные домены (ТАДы), взаимодействия которых друг с другом определяют наличие хроматиновых компартментов двух типов, один их которых (А–компартмент) содержит активные участки генома, а второй – репрессированные районы и генные пустыни (В–компартмент). Внутренняя структура ТАДов представлена главным образом хроматиновыми петлями между участками связывания белка CTCF и когезина. Специфическая локальная и крупномасштабная пространственная организация хроматина играет важную роль в регуляции работы генома. Часть дистанционных взаимодействий в хроматине определяется привлечением разных районов генома к внутренним структурам ядра. Ядерная ламина участвует в установлении и поддержании пространственной структуры хроматина. Взаимодействия хроматина с ядерной ламиной являются в значительной мере динамичными, что обуславливает возможность перестройки трёхмерной архитектуры хроматина в ряду клеточных поколений и в процессе дифференцировки. В данной обзорной статье мы сфокусировали внимание на ряде недавно полученных экспериментальных данных, касающихся природы и динамики взаимодействий хроматина с ядерной ламиной.