ヒストンオクタマーへの高親和性結合および配列指向ヌクレオソームの位置決めのための新しいDNA配列ルール

ヌクレオソームを位置付けるDNA配列は、in vivoでの遺伝子調節との関係とin vitroでのヌクレオソーム構造と機能の研究における有用性のために、関心が高まっています。しかし、現在、DNA配列指向のヌクレオソームの位置決めの規則の理解は断片的であり、既存の位置決めシーケンスには多くの制限があります。化学的に合成されたランダムの大きなプールから始まるSELEX実験を実施しました。ヒストンオクタマーに対して最も親和性が最も高い個人を特定するDNA分子。ヌクレオソーム再構成におけるヒストンオクタマーの親和性（遊離エネルギー）と、天然のゲル電気泳動でヌクレオソームをin vitroで配置する能力を選択し、クローン化され、シーケンスし、シーケンスを選択し、クローン化し、配列決定しました。選択されたシーケンスは、以前に既知の自然または非自然的な配列よりも高い親和性を持ち、それに応じて強いヌクレオソームの位置決め能力を持っています。選択したシーケンスの非ランダム機能を評価するために、フーリエ変換、実地相関、直接カウント計算を含むさまざまな分析が実行されました。結果は、天然ヌクレオソームDNAの以前の研究ですでに特定された配列ルールと、さらに強い統計的有意性を持つ新しいルールの大規模なセットを明らかにしています。選択された分子の高い親和性の可能性のある物理的起源について説明します。この研究で分離された配列は、クロマチンの構造とin vitroでの機能の研究、および潜在的にはin vivoでの研究にとって価値があることを証明する必要があります。

DNA sequences that position nucleosomes are of increasing interest because of their relationship to gene regulation in vivo and because of their utility in studies of nucleosome structure and function in vitro. However, at present our understanding of the rules for DNA sequence-directed nucleosome positioning is fragmentary, and existing positioning sequences have many limitations. We carried out a SELEX experiment starting with a large pool of chemically synthetic random. DNA molecules to identify those individuals having the highest affinity for histone octamer. A set of highest-affinity molecules were selected, cloned, and sequenced, their affinities (free energies) for histone octamer in nucleosome reconstitution measured, and their ability to position nucleosomes in vitro assessed by native gel electrophoresis. The selected sequences have higher affinity than previously known natural or non-natural sequences, and have a correspondingly strong nucleosome positioning ability. A variety of analyses including Fourier transform, real-space correlation, and direct counting computations were carried out to assess non-random features in the selected sequences. The results reveal sequence rules that were already identified in earlier studies of natural nucleosomal DNA, together with a large set of new rules having even stronger statistical significance. Possible physical origins of the selected molecules' high affinities are discussed. The sequences isolated in this study should prove valuable for studies of chromatin structure and function in vitro and, potentially, for studies in vivo.