The Role of chromatin-associated factors in genome topology

Abstract

Gene expression, epigenetic states and topological conformation are three fundamental aspects of genome organization that are tightly regulated in space and time. Epigenetic states, protein occupancy and chromatin modifications are mapped on linear chromatin and constitute a mono-dimensional perspective of chromatin functional states. Importantly, they are linked to the topological conformation of the genome for proper spatiotemporal regulation of gene expression. However, the characterization of the relationship between the genome-wide occupancy of chromatin-associated factors, chromatin states and genome three-dimensional (3D) structure is still elusive. For this purpose, in this thesis, I investigate the role of histone H1 in genome 3D conformation and gene expression and present a novel computational method to integrate chromatin interactions and factor occupancy data with the goal of characterizing chromatin states in 3D.

La expresión génica, los estados epigenéticos y la conformación topológica son tres aspectos fundamentales de la organización del genoma, los cuales están estrechamente regulados en el espacio y tiempo. Los estados epigenéticos, la ocupación de proteínas y las modificaciones de la cromatina se estudian de forma lineal y constituyen una perspectiva mono-dimensional de los estados funcionales del genoma. Sin embargo, estos aspectos del genoma están relacionados con la su conformación topológica para permitir la correcta regulación espaciotemporal de la expresión génica. Desafortunadamente, la caracterización de la relación entre la ocupación en el genoma de factores asociados a la cromatina, los estados de la cromatina y la estructura 3D del genoma es todavía difícil de estudiar. En esta tesis, he investigado la función de la histona H1 en la conformación 3D del genoma y en la expresión génica, y presento un nuevo método computacional para integrar datos de interacciones de la cromatina con datos de ocupación de factores, con el objetivo de caracterizar los estados de la cromatina en 3D.