Specific positioning of chromatin at nuclear periphery in Arabidopsis thaliana

• Applicant: Professor Dr. Chang Liu
• Subject Area: Plant Genetics and Genomics ; Plant Cell and Developmental Biology
• Term: from 2016 to 2020
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 310522986

• Final Report Year: 2019

Final Report Abstract

In Eukaryonten zeigt genomische DNA in Interphasenkernen nicht zufällige Verteilungsmuster im subnukleären Raum einschließlich der Kernperipherie. In diesem Projekt haben wir die erste genomweite Karte der perinukleären Chromatin-Verankerung in der Modellpflanzenspezies Arabidopsis thaliana veröffentlicht. Diese räumlichen Chromatinverteilungsmuster legen den Schluss nahe, dass die Kernperipherie der Pflanze ein funktionaler Unterkompartiment ist, in dem sich die Transkriptionsregulierung von der im Inneren des Kerns unterscheidet. Darüber hinaus entdeckten wir, dass Mitglieder einer pflanzenspezifischen Proteinfamilie mit dem Namen CROWDED NUCLEI (CRWN) die echten funktionellen Analoga tierischer Lamine sind. Obwohl CRWNs keine Sequenzhomologie mit tierischen Laminen besitzen, spielen sie eine Schlüsselrolle bei der Schaffung spezifischer perinukleärer Chromatin-Verankerungsmuster und der Modulation der dreidimensionalen Chromatinorganisation. Insgesamt hat dieses Projekt bedeutende wissenschaftliche Entdeckungen in der funktionellen Genomik von Pflanzen hervorgebracht, die einen Meilenstein für das Verständnis des Chromatin-Lamina-Netzwerks in Pflanzen darstellen und für Forscher, die die Genomarchitektur, die Chromatinfaltung und die Transkriptionsregulation untersuchen, von großem Interesse sein werden.

Publications

• (2017) Altered chromatin compaction and histone methylation drive non-additive gene expression in an interspecific Arabidopsis hybrid. Genome Biology 18:157
  Wangsheng Zhu, Bo Hu, Claude Becker, Ezgi Süheyla Doğan, Kenneth Wayne Berendzen, Detlef Weigel and Chang Liu
  (See online at https://doi.org/10.1186/s13059-017-1281-4)
• (2017) In situ Hi-C library preparation for plants to study their three-dimensional chromatin interactions on a genome-wide scale. Methods in Molecular Biology 1629, 155-166
  Chang Liu
  (See online at https://doi.org/10.1007/978-1-4939-7125-1_11)
• (2017) Non-random domain organization of the Arabidopsis genome at the nuclear periphery. Genome Research 27, 1162-1173
  Xiuli Bi§, Ying-Juan Cheng§, Bo Hu, Xiaoli Ma, Rui Wu, Jia-Wei Wang and Chang Liu
  (See online at https://doi.org/10.1101/gr.215186.116)
• (2017) Prominent topologically associated domains differentiate global chromatin packing in rice from Arabidopsis. Nature Plants 3, 742–748
  Chang Liu, Ying-Juan Cheng, Jia-Wei Wang, and Detlef Weigel
  (See online at https://doi.org/10.1038/s41477-017-0005-9)
• (2018) Genome-wide identification of chromatin domains anchored at the nuclear periphery in plants. Methods in Molecular Biology 1830, 381-393
  Xiuli Bi and Chang Liu
  (See online at https://doi.org/10.1007/978-1-4939-8657-6_23)
• (2019) Plant Lamin-like Proteins Mediate Chromatin Tethering at the Nuclear Periphery. Genome Biology 20:87
  Bo Hu, Nan Wang, Xiuli Bi, Ezgi Süheyla Karaaslan, Anna-Lena Weber, Kenneth Wayne Berendzen and Chang Liu
  (See online at https://doi.org/10.1186/s13059-019-1694-3)