主动核小体滑移、驱逐与重新组装动力学可调控染色质凝聚体的组织架构

在核小体尺度上，染色质是一种处于主动重塑状态的聚合物体系，其组织结构在依赖 ATP 的重塑因子作用下持续发生变化；这些重塑因子可沿 DNA 滑动、移除并重新组装核小体。然而，此类重塑事件所引发的局部结构重排如何影响凝聚体尺度的组织与动力学，仍缺乏深入认识。本文提出了一种染色质凝聚体粗粒化模型，该模型由短链聚合物构成，并显式纳入了酶辅助的核小体滑动，以及核小体移除与重新组装过程，同时与朗之万弛豫动力学相耦合。通过明确考虑单个核小体内部所封存的 DNA 长度，该模型能够刻画核小体滑动、移除和重新组装过程中所伴随的空间位阻约束与局部构象弛豫。我们发现，核小体活性可驱动凝聚体膨胀，增强凝聚体尺寸涨落，并促进内部混合。在同时包含活性聚合物和被动聚合物的凝聚体中，核小体活性的差异还会进一步诱导径向分选：活性聚合物在凝聚体外围富集，而被动聚合物则集中于内部。这些结果表明，主动核小体重塑是调控染色质凝聚体结构、流动性与空间组织的一种物理机制。

在核小体尺度上，染色质是一种持续发生主动重塑的聚合物体系，其组织结构不断受到依赖 ATP 的重塑因子的调节；这些重塑因子可沿 DNA 滑动、驱逐并重新组装核小体。然而，此类重塑事件所产生的局部结构重排如何影响凝聚体尺度的组织与动力学，仍缺乏深入理解。本文提出了一种染色质凝聚体粗粒化模型，该模型由短链聚合物组成，并显式纳入了酶辅助的核小体滑动，以及核小体驱逐与重新组装过程，同时与朗之万弛豫动力学相耦合。通过明确考虑单个核小体内部所缠绕的 DNA 长度，该模型能够捕捉核小体滑动、驱逐和重新组装过程中伴随的空间位阻约束与局部构象弛豫。我们发现，核小体活性会驱动凝聚体膨胀，增强凝聚体尺寸涨落，并促进内部混合。在同时含有活性聚合物和非活性聚合物的凝聚体中，核小体活性的差异还会进一步诱导径向分 segregate，其中活性聚合物富集于凝聚体外围，而非活性聚合物则集中于内部。这些结果表明，主动核小体重塑是调控染色质凝聚体结构、流动性与空间组织的一种物理机制。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.30.755691v1?rss=1

🏷️ 染色质凝聚体 核小体重塑 粗粒化模型 主动聚合物动力学 相分离 染色质空间组织