Supercoiling in genome topology and transcription
基因组拓扑和转录中的超螺旋
基本信息
- 批准号:10159293
- 负责人:
- 金额:$ 35.37万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2009
- 资助国家:美国
- 起止时间:2009-05-01 至 2022-05-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:AddressAffectAffinityArchitectureAreaBacterial ChromosomesBindingBinding ProteinsBiological AssayCell physiologyCharacteristicsChromatin LoopChromosomesCollaborationsComplexDNADNA-Binding ProteinsDNA-Directed RNA PolymeraseDataDependenceDiffuseDissociationDrug DesignElementsEnzymesEscherichia coliEukaryotaGenetic RecombinationGenetic TranscriptionGenomeGenomic DNAGenomicsHandednessIn VitroIndividualKnowledgeLac RepressorsLacZ GenesLengthLeucineLocationMagnetismMapsMeasurementMediatingMethodsModelingNucleosome Core ParticleOutcomePhase TransitionPlasmidsPlayPolymeraseProbabilityProkaryotic CellsProteinsRepressionRepressor ProteinsRoleStructureSuperhelical DNASystemTestingTopoisomeraseTransactTwin Multiple BirthVariantbaseexperimental studygenetic regulatory proteinimprovedin vivopromotersingle moleculewound
项目摘要
PROJECT SUMMARY
DNA supercoiling is a ubiquitous feature of genomes, generated by the activity of translocating enzymes and
by the binding of many proteins that wrap or change the twist of sequences to which they bind. Thus, genomic
supercoiling is dynamic and is a sensitive regulator of genome-based activities, such as transcription and
recombination. Most recent efforts have focused on transcription-generated supercoiling, the twin domain
model, and the activity of topoisomerases. Largely unexplored is instead the impact of changes in DNA
supercoiling on major aspects of cell physiology such as (i) long distance genomic interactions and (ii) the
binding of architectural proteins to DNA. A satisfactory strategy to map genomic supercoiling (iii) is also
lacking, since current approaches utilize probes that alter the structure of the double helix. Therefore,
leveraging our expertise with magnetic tweezers, protein-mediated DNA looping, nucleoid associated proteins,
and well established collaborations for in vitro and in vivo transcription assays, we have developed aims that
will advance significantly our knowledge in these three fundamental areas:
(1) Test the hypothesis that DNA supercoiling significantly facilitates the formation of topological structures,
such as protein-mediated loops. Using the lac repressor protein (LacI) as a DNA looping protein, a range of
loop lengths, and complementary in vitro and in vivo assays, we will establish the levels of supercoiling,
tension and nucleoid associated proteins which most likely catalyze in vivo looping.
(2) Test the hypothesis that DNA supercoiling affects the binding of proteins that define the architecture of
the genome. We will establish the dependence on DNA topology of the (i) dissociation constant, and (ii) DNA
compaction by representative, abundant nucleoid associated proteins (NAPs) that bind DNA non-specifically.
(3) Test the hypothesis that promoter activity is affected, in a distance- and supercoiling-dependent
manner, by an upstream protein-mediated loop.
项目摘要
DNA超螺旋是基因组的普遍特征,是由易位酶和活性产生的
通过包裹或改变其结合序列的扭曲的许多蛋白质的结合。因此,基因组
超螺旋是动态的,是基于基因组活动的敏感调节剂,例如转录和
重组。最近的最新努力集中在转录生成的超螺旋,双域
模型和拓扑异构酶的活性。相反,在很大程度上没有探索的是DNA变化的影响
在细胞生理学的主要方面进行超密集,例如(i)长距离基因组相互作用和(ii)
结构蛋白与DNA的结合。绘制基因组超螺旋(III)的令人满意的策略也是
缺少,因为当前的方法利用了改变双螺旋结构的探针。所以,
利用磁镊子,蛋白质介导的DNA环,核苷相关蛋白的专业知识,
以及为体外和体内转录分析的合作良好的合作,我们开发了目标
将在这三个基本领域中显着提高我们的知识:
(1)检验以下假设:DNA超串联显着促进拓扑结构的形成,
例如蛋白质介导的环。使用LAC阻遏蛋白(LACI)作为DNA环蛋白,一系列
循环长度以及体外和体内分析的互补,我们将建立超串联的水平,
张力和核苷相关蛋白,最有可能在体内循环中催化。
(2)检验以下假设:DNA超螺旋影响蛋白质的结合,以定义的结构
基因组。我们将建立对(i)解离常数的DNA拓扑的依赖性,并且(ii)DNA
通过代表性的,丰富的核苷相关蛋白(NAP)的压实,该蛋白质(NAP)与DNA非特异性结合。
(3)检验启动子活性在距离和超螺旋依赖性的假设
通过上游蛋白质介导的环的方式。
项目成果
期刊论文数量(45)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
DNA supercoiling, a critical signal regulating the basal expression of the lac operon in Escherichia coli.
- DOI:10.1038/srep19243
- 发表时间:2016-01-14
- 期刊:
- 影响因子:4.6
- 作者:Fulcrand G;Dages S;Zhi X;Chapagain P;Gerstman BS;Dunlap D;Leng F
- 通讯作者:Leng F
Thermodynamic model of bacterial transcription.
- DOI:10.1103/physreve.106.044406
- 发表时间:2022-10
- 期刊:
- 影响因子:2.4
- 作者:Qian, Jin;Dunlap, David;Finzi, Laura
- 通讯作者:Finzi, Laura
Detecting DNA Loops Using Tethered Particle Motion.
使用系留粒子运动检测 DNA 环。
- DOI:10.1007/978-1-0716-3377-9_21
- 发表时间:2024
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Qian,Jin;Collette,Dylan;Finzi,Laura;Dunlap,David
- 通讯作者:Dunlap,David
Direct observation of a 91 bp LacI-mediated, negatively supercoiled DNA loop by atomic force microscope.
- DOI:10.1002/1873-3468.12094
- 发表时间:2016-03
- 期刊:
- 影响因子:3.5
- 作者:Fulcrand G;Chapagain P;Dunlap D;Leng F
- 通讯作者:Leng F
Quantitative analysis of DNA-looping kinetics from tethered particle motion experiments.
- DOI:10.1016/s0076-6879(10)75009-6
- 发表时间:2010
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Manzo, Carlo;Finzi, Laura
- 通讯作者:Finzi, Laura
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