The Structural Dynamics of Sox2: Deciphering the Role of Intrinsically Disordered Regions in Pioneer Transcription Factors

Abstract

Þessi ritgerð skoðar hlutverk ómótaðra próteina og svæða í kjarna heilkjörnunga, með áherslu á frumkvöðla umritunarþáttinn Sox2. Sox2 er þekkt fyrir hlutverk sitt í viðhaldi á fjölhæfni stofnfrumna og fyrir að hefja breytingar á tjáningu gena sem eru nauðsynlegar fyrir þróun og endurforritun frumna. Við skoðuðum hið dýnamíska samspil á milli Sox2, DNA og litnisagna. Með notkun háþróaðra aðferða eins og staksameinda FRET og kjarnsegulómum, ásamt tölvu hermunum, köfuðum við ofan í þær flóknu breytingar sem verða á aðgengileika ómótaðra virkjunarsvæða af völdum bindingar við DNA og litnisagnir. Niðurstöður okkar sýna að hreyfanleiki C-enda IDR Sox2 er stýrt af samskiptum innansameinda hleðslna og samskipti Sox2 við DNA veldur verulegri breytingu á mengi bygginga próteinsins án þess að hafa áhrif á DNA bindigetu. Auk þess greindum við stutta amínósýruröð innan ómótaðs svæðis Sox2 sem víxlverkar við histón próteinin í litnisögnum, dregur úr innankeðju hreyfanleika, og hefur mögulega áhrif á byggingu litnisagna. Með því að nota bæði Widom-601 og náttúrulegar litnisagna raðir, sýnum við hvernig Sox2 endurmótar litnisagnir og vörpum ljósi á eiginleika Sox2 til að fjarlægja histón H1. Með því að afhjúpa byggingarlegan breytileika Sox2 í samskiptum við litni, leggur þessi ritgerð grunn að þekkingu sem gæti leitt til þróunar á hnitmiðuðum aðferðum til að bæta endurforritunarhæfni Sox2.

Þessi ritgerð skoðar hlutverk ómótaðra próteina og svæða í kjarna heilkjörnunga, með áherslu á frumkvöðla umritunarþáttinn Sox2. Sox2 er þekkt fyrir hlutverk sitt í viðhaldi á fjölhæfni stofnfrumna og fyrir að hefja breytingar á tjáningu gena sem eru nauðsynlegar fyrir þróun og endurforritun frumna. Við skoðuðum hið dýnamíska samspil á milli Sox2, DNA og litnisagna. Með notkun háþróaðra aðferða eins og staksameinda FRET og kjarnsegulómum, ásamt tölvu hermunum, köfuðum við ofan í þær flóknu breytingar sem verða á aðgengileika ómótaðra virkjunarsvæða af völdum bindingar við DNA og litnisagnir. Niðurstöður okkar sýna að hreyfanleiki C-enda IDR Sox2 er stýrt af samskiptum innansameinda hleðslna og samskipti Sox2 við DNA veldur verulegri breytingu á mengi bygginga próteinsins án þess að hafa áhrif á DNA bindigetu. Auk þess greindum við stutta amínósýruröð innan ómótaðs svæðis Sox2 sem víxlverkar við histón próteinin í litnisögnum, dregur úr innankeðju hreyfanleika, og hefur mögulega áhrif á byggingu litnisagna. Með því að nota bæði Widom-601 og náttúrulegar litnisagna raðir, sýnum við hvernig Sox2 endurmótar litnisagnir og vörpum ljósi á eiginleika Sox2 til að fjarlægja histón H1. Með því að afhjúpa byggingarlegan breytileika Sox2 í samskiptum við litni, leggur þessi ritgerð grunn að þekkingu sem gæti leitt til þróunar á hnitmiðuðum aðferðum til að bæta endurforritunarhæfni Sox2.