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신용대
신용대 (Yongdae Shin) 저자 이메일 보기
서울대학교, Princeton University
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Liquid Nuclear Condensates Mechanically Sense and Restructure the Genome
열기 Authors and Affiliations

Abstract

Phase transitions involving biomolecular liquids are a fundamental mechanism underlying intracellular organization. In the cell nucleus, liquid-liquid phase separation of intrinsically disordered proteins (IDPs) is implicated in assembly of the nucleolus, as well as transcriptional clusters, and other nuclear bodies. However, it remains unclear whether and how physical forces associated with nucleation, growth, and wetting of liquid condensates can directly restructure chromatin. Here, we use CasDrop, a novel CRISPR-Cas9-based optogenetic technology, to show that various IDPs phase separate into liquid condensates that mechanically exclude chromatin as they grow and preferentially form in low-density, largely euchromatic regions. A minimal physical model explains how this stiffness sensitivity arises from lower mechanical energy associated with deforming softer genomic regions. Targeted genomic loci can nonetheless be mechanically pulled together through surface tension-driven coalescence. Nuclear condensates may thus function as mechano-active chromatin filters, physically pulling in targeted genomic loci while pushing out non-targeted regions of the neighboring genome.

Keywords
phase separation; condensates; gene regulation; optogenetics; nuclear mechanics; mechanobiology; chromatin; nuclear organization; phase immiscibility

논문정보
- 형식: Research article
- 게재일: 2018년 11월 (BRIC 등록일 2020-06-23)
- 연구진: 국내+국외 연구진
- 분야: Cell_Biology, Biochemistry, Molecular_Biology
- 피인용횟수: 최근 3년간 60회 이상 인용된 논문
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