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核小体解缠控制着染色质可及性和基因调控，然而决定解缠方向性的分子因素仍然知之甚少。利用原子级与 SIRAH 粗粒化伞形采样模拟，我们表明 DNA 序列与组蛋白变体组成共同调节核小体解缠的方向偏好。对于 ASP 和 Widom-601 两种序列，解缠均从优先的 DNA 末端以非对称方式启动；在 Widom-601 体系中，H3 N 端尾部逐步脱离接触构成了决定方向性的分子开关。以变体 H2A.Z 替代经典 H2A 后，这种方向偏好发生逆转，解缠转移至相对的 DNA 末端，并改变了自由能景观。SIRAH 粗粒化模拟能够忠实再现这些依赖于序列和变体的解缠路径及其定性的自由能特征，尽管其定量能垒高度与原子级结果存在差异，这表明未来力场优化的一个目标。总体而言，这些结果确立了 H3 尾部与 DNA 脱离接触是决定解缠方向性的关键机制因素，揭示了单一组蛋白变体替换如何逆转这种偏好，并验证了 SIRAH 作为大规模染色质模拟高效框架的有效性。
sharon.loverde{at}csi.cuny.edu
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核小体解缠控制着染色质可及性和基因调控，然而决定解缠方向性的分子因素仍知之甚少。通过采用全原子与 SIRAH 粗粒化伞形采样模拟，我们表明，DNA 序列与组蛋白变体组成可共同调节核小体解缠的方向偏好。对于 ASP 和 Widom-601 两种序列，解缠均以不对称方式从一个优先的 DNA 末端启动；在 Widom-601 体系中，H3 N 端尾部逐步脱离参与提供了决定方向性的分子开关。以变体 H2A.Z 替代经典 H2A 会逆转这种方向偏好，使解缠转移至相反的 DNA 末端，并改变自由能景观。SIRAH 粗粒化模拟能够准确重现这些依赖于序列和变体的解缠路径及其定性的自由能特征，尽管其定量势垒高度与全原子结果存在差异，这表明力场的进一步优化是后续改进目标。总之，这些结果确立了 H3 尾部—DNA 脱离作用是决定解缠方向性的关键机制因素，揭示了单一组蛋白变体替换如何逆转这种偏好，并验证了 SIRAH 作为大规模染色质模拟高效框架的有效性。
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已声明资助信息
美国国家普通医学科学研究所 1R15GM146228-01
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发布于 2026 年 6 月 18 日。
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DNA 序列与组蛋白变体 H2A.Z 共同控制核小体解缠路径
ABHIK GHOSH MOULICK ， Rutika Patel ， Tania Rajpersaud ， Sharon Loverde
bioRxiv 2026.06.15.732425； doi： https://doi.org/10.64898/2026.06.15.732425
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DNA 序列与组蛋白变体 H2A.Z 共同控制核小体解缠路径
ABHIK GHOSH MOULICK ， Rutika Patel ， Tania Rajpersaud ， Sharon Loverde
bioRxiv 2026.06.15.732425； doi： https://doi.org/10.64898/2026.06.15.732425
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.15.732425v1?rss=1
🏷️ 核小体解包裹 组蛋白变体H2A.Z DNA序列 染色质可及性 分子模拟