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Direct observation of a condensate effect on super-enhancer controlled gene bursting

增强子 爆裂 生物 基因 基因表达调控 基因表达 细胞生物学 DNA 遗传学 发起人 增强子rna 神经科学
作者
Manyu Du,Simon Hendrik Stitzinger,Jan-Hendrik Spille,Won‐Ki Cho,Choongman Lee,Mohammed Hijaz,Andrea Quintana,I. Cissé
出处
期刊:Cell [Elsevier]
卷期号:187 (2): 331-344.e17 被引量:22
标识
DOI:10.1016/j.cell.2023.12.005
摘要

Enhancers are distal DNA elements believed to loop and contact promoters to control gene expression. Recently, we found diffraction-sized transcriptional condensates at genes controlled by clusters of enhancers (super-enhancers). However, a direct function of endogenous condensates in controlling gene expression remains elusive. Here, we develop live-cell super-resolution and multi-color 3D-imaging approaches to investigate putative roles of endogenous condensates in the regulation of super-enhancer controlled gene Sox2. In contrast to enhancer distance, we find instead that the condensate’s positional dynamics are a better predictor of gene expression. A basal gene bursting occurs when the condensate is far (>1 μm), but burst size and frequency are enhanced when the condensate moves in proximity (<1 μm). Perturbations of cohesin and local DNA elements do not prevent basal bursting but affect the condensate and its burst enhancement. We propose a three-way kissing model whereby the condensate interacts transiently with gene locus and regulatory DNA elements to control gene bursting.
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