コヒーシンとCTCFは、ヒト細胞のクロマチンの構造と遺伝子発現に示差的に影響します

ゲノム全体のクロマチン相互作用の最近の研究では、ヒトゲノムが多くの自己関連性トポロジードメインに分配されていることが明らかになりました。ドメイン間の境界シーケンスは、CTCC結合因子（CTCF）の結合部位とコヒーシン複合体のために濃縮されており、トポロジードメインの確立または維持にこれら2つの因子を暗示しています。ヒト細胞における高次クロマチン建築におけるコヒーシンとCTCFの役割を決定するために、コヒーシン複合体またはCTCFを枯渇させ、高次クロマチン組織でのこれらの因子の喪失の結果を調べました。コヒーシンの破壊時に局所クロマチン相互作用の一般的な喪失が観察されましたが、トポロジードメインはそのままのままです。しかし、CTCFの枯渇は、ドメイン内相互作用を減少させるだけでなく、ドメイン間相互作用を増加させることがわかった。さらに、遺伝子の異なるグループは、コヒーシンとCTCFの枯渇時に誤って記録されます。総合すると、これらの観察結果は、CTCFとコヒーシンがクロマチンの組織と遺伝子調節に異なる寄与していることを示唆しています。

Recent studies of genome-wide chromatin interactions have revealed that the human genome is partitioned into many self-associating topological domains. The boundary sequences between domains are enriched for binding sites of CTCC-binding factor (CTCF) and the cohesin complex, implicating these two factors in the establishment or maintenance of topological domains. To determine the role of cohesin and CTCF in higher-order chromatin architecture in human cells, we depleted the cohesin complex or CTCF and examined the consequences of loss of these factors on higher-order chromatin organization, as well as the transcriptome. We observed a general loss of local chromatin interactions upon disruption of cohesin, but the topological domains remain intact. However, we found that depletion of CTCF not only reduced intradomain interactions but also increased interdomain interactions. Furthermore, distinct groups of genes become misregulated upon depletion of cohesin and CTCF. Taken together, these observations suggest that CTCF and cohesin contribute differentially to chromatin organization and gene regulation.