A análise da topologia da cromatina em sub-quilobases revela interações regulatórias em escala nano com dependência variável de coesina e CTCF

Resumo Os potenciadores e promotores interagem predominantemente dentro de domínios topologicamente associados em grande escala (TADs), que são formados pela extrusão de laços mediada por coesina e CTCF. No entanto, não está claro se estruturas complexas de cromatina existem em escala sub-quilobase e até que ponto interações regulatórias em escala fina dependem da extrusão de laços. Para abordar essas questões, apresentamos uma abordagem de captura de conformação de cromossomos baseada em MNase (3C), que nos permitiu gerar os dados de interação local mais detalhados até o momento (resolução de 20 pb) e investigar precisamente os efeitos da depleção de coesina e CTCF na arquitetura da cromatina. Nossos dados revelam que elementos cis-regulatórios têm estruturas internas distintas em escala nano, nas quais a isolamento local depende de CTCF, mas que são independentes da coesina. Em contraste, descobrimos que a depleção de coesina causa uma leve redução nas interações entre potenciadores e promotores de longo alcance e que a depleção de CTCF pode causar reconfiguração dos contatos regulatórios. Juntos, nossos dados mostram que a extrusão de laços não é essencial para interações entre potenciadores e promotores, mas contribui para sua robustez e especificidade e para a regulação precisa da expressão gênica.