Umeå universitets logga

umu.sePublikationer
Ändra sökning
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Modelling chromosome-wide target search
Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för fysik. Integrated Science Lab, Umeå University, Sweden.
Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för fysik. Integrated Science Lab, Umeå University, Sweden.ORCID-id: 0000-0003-3174-8145
2023 (Engelska)Ingår i: New Journal of Physics, E-ISSN 1367-2630, Vol. 25, nr 3, artikel-id 033024Artikel i tidskrift (Refereegranskat) Published
Abstract [en]

The most common gene regulation mechanism is when a transcription factor (TF) protein binds to a regulatory sequence to increase or decrease RNA transcription. However, TFs face two main challenges when searching for these sequences. First, the sequences are vanishingly short relative to the genome length. Second, there are many nearly identical sequences scattered across the genome, causing proteins to suspend the search. But as pointed out in a computational study of LacI regulation in Escherichia coli, such almost-targets may lower search times if considering DNA looping. In this paper, we explore if this also occurs over chromosome-wide distances. To this end, we developed a cross-scale computational framework that combines established facilitated-diffusion models for basepair-level search and a network model capturing chromosome-wide leaps. To make our model realistic, we used Hi-C data sets as a proxy for 3D proximity between long-ranged DNA segments and binding profiles for more than 100 TFs. Using our cross-scale model, we found that median search times to individual targets critically depend on a network metric combining node strength (sum of link weights) and local dissociation rates. Also, by randomizing these rates, we found that some actual 3D target configurations stand out as considerably faster or slower than their random counterparts. This finding hints that chromosomes’ 3D structure funnels essential TFs to relevant DNA regions.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
Institute of Physics (IOP), 2023. Vol. 25, nr 3, artikel-id 033024
Nyckelord [en]
chromosome 3D folding, diffusion on networks, DNA target-search, gene regulation, Hi-C data, stochastic simulations
Nationell ämneskategori
Bioinformatik och systembiologi
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:umu:diva-206375DOI: 10.1088/1367-2630/acc127ISI: 000951783900001Scopus ID: 2-s2.0-85150899174OAI: oai:DiVA.org:umu-206375DiVA, id: diva2:1748730
Forskningsfinansiär
Vetenskapsrådet, 2017-03848Vetenskapsrådet, 2018-05973Tillgänglig från: 2023-04-04 Skapad: 2023-04-04 Senast uppdaterad: 2024-01-17Bibliografiskt granskad

Open Access i DiVA

fulltext(2146 kB)80 nedladdningar
Filinformation
Filnamn FULLTEXT01.pdfFilstorlek 2146 kBChecksumma SHA-512
7ea7be81b0049287ea41b6b2feee3deee6075f81ed763bf18eacb76fe9ad84441cc4dabc27d4454a7f53daa23800af99c6be401bce6db2b82a2143ebc462f542
Typ fulltextMimetyp application/pdf

Övriga länkar

Förlagets fulltextScopus

Person

Hedström, LucasLizana, Ludvig

Sök vidare i DiVA

Av författaren/redaktören
Hedström, LucasLizana, Ludvig
Av organisationen
Institutionen för fysik
I samma tidskrift
New Journal of Physics
Bioinformatik och systembiologi

Sök vidare utanför DiVA

GoogleGoogle Scholar
Totalt: 80 nedladdningar
Antalet nedladdningar är summan av nedladdningar för alla fulltexter. Det kan inkludera t.ex tidigare versioner som nu inte längre är tillgängliga.

doi
urn-nbn

Altmetricpoäng

doi
urn-nbn
Totalt: 118 träffar
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf