The dynamic 3D organization of the genome is central to gene regulation and development. The nuclear lamina influences genome organization through the tethering of lamina-associated domains (LADs) to the nuclear periphery. Evidence suggests that lamins A and C are the predominant lamins involved in the peripheral association of LADs, potentially serving different roles. Here, we examine chromosome architecture in mouse cells in which lamin A or lamin C are downregulated. We find that lamin C, and not lamin A, is required for the 3D organization of LADs and overall chromosome organization. Striking differences in localization are present as cells exit mitosis and persist through early G1 and are linked to differential phosphorylation. Whereas lamin A associates with the nascent nuclear envelope (NE) during telophase, lamin C remains in the interior, surrounding globular LAD aggregates enriched on euchromatic regions. Lamin C association with the NE is delayed until several hours into G1 and correlates temporally and spatially with the post-mitotic NE association of LADs. Post-mitotic LAD association with the NE, and global 3D genome organization, is perturbed only in cells depleted of lamin C, and not lamin A. Lamin C regulates LAD dynamics during exit from mitosis and is a key regulator of genome organization in mammalian cells. This reveals an unexpectedly central role for lamin C in genome organization, including inter-chromosomal LAD-LAD segregation and LAD scaffolding at the NE, raising intriguing questions about the individual and overlapping roles of lamin A/C in cellular function and disease.

中文翻译：

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有丝分裂后需要 Lamin C 来建立基因组组织

基因组的动态 3D 组织是基因调控和发育的核心。核层通过层相关结构域 (LAD) 与核外围的连接影响基因组组织。有证据表明核纤层蛋白 A 和 C 是参与 LAD 外围关联的主要核纤层蛋白，可能发挥不同的作用。在这里，我们检查了小鼠细胞中的染色体结构，其中核纤层蛋白 A 或核纤层蛋白 C 被下调。我们发现 lamin C，而不是 lamin A，是 LAD 的 3D 组织和整体染色体组织所必需的。当细胞退出有丝分裂并持续到早期 G1 并与差异磷酸化相关时，存在显着的定位差异。核纤层蛋白 A 在末期与新生核膜 (NE) 结合，而核纤层蛋白 C 保留在内部，周围的球状 LAD 聚集体在常染色质区域富集。Lamin C 与 NE 的关联被延迟到 G1 的几个小时，并且在时间和空间上与 LAD 的有丝分裂后 NE 关联相关联。与 NE 和全球 3D 基因组组织的有丝分裂后 LAD 关联仅在耗尽 lamin C 的细胞中受到干扰，而不是 lamin A。Lamin C 在退出有丝分裂期间调节 LAD 动力学，并且是哺乳动物细胞基因组组织的关键调节器. 这揭示了核纤层蛋白 C 在基因组组织中出乎意料的核心作用，包括染色体间 LAD-LAD 分离和 NE 处的 LAD 支架，提出了关于核纤层蛋白 A/C 在细胞功能和疾病中的个体和重叠作用的有趣问题。Lamin C 与 NE 的关联被延迟到 G1 的几个小时，并且在时间和空间上与 LAD 的有丝分裂后 NE 关联相关联。与 NE 和全球 3D 基因组组织的有丝分裂后 LAD 关联仅在耗尽 lamin C 的细胞中受到干扰，而不是 lamin A。Lamin C 在退出有丝分裂期间调节 LAD 动力学，并且是哺乳动物细胞基因组组织的关键调节器. 这揭示了核纤层蛋白 C 在基因组组织中出乎意料的核心作用，包括染色体间 LAD-LAD 分离和 NE 处的 LAD 支架，提出了关于核纤层蛋白 A/C 在细胞功能和疾病中的个体和重叠作用的有趣问题。Lamin C 与 NE 的关联被延迟到 G1 的几个小时，并且在时间和空间上与 LAD 的有丝分裂后 NE 关联相关联。与 NE 和全球 3D 基因组组织的有丝分裂后 LAD 关联仅在耗尽 lamin C 的细胞中受到干扰，而不是 lamin A。Lamin C 在退出有丝分裂期间调节 LAD 动力学，并且是哺乳动物细胞基因组组织的关键调节器. 这揭示了核纤层蛋白 C 在基因组组织中出乎意料的核心作用，包括染色体间 LAD-LAD 分离和 NE 处的 LAD 支架，提出了关于核纤层蛋白 A/C 在细胞功能和疾病中的个体和重叠作用的有趣问题。与 NE 和全球 3D 基因组组织的有丝分裂后 LAD 关联仅在耗尽 lamin C 的细胞中受到干扰，而不是 lamin A。Lamin C 在退出有丝分裂期间调节 LAD 动力学，并且是哺乳动物细胞基因组组织的关键调节器. 这揭示了核纤层蛋白 C 在基因组组织中出乎意料的核心作用，包括染色体间 LAD-LAD 分离和 NE 处的 LAD 支架，提出了关于核纤层蛋白 A/C 在细胞功能和疾病中的个体和重叠作用的有趣问题。与 NE 和全球 3D 基因组组织的有丝分裂后 LAD 关联仅在耗尽 lamin C 的细胞中受到干扰，而不是 lamin A。Lamin C 在退出有丝分裂期间调节 LAD 动力学，并且是哺乳动物细胞基因组组织的关键调节器. 这揭示了核纤层蛋白 C 在基因组组织中出乎意料的核心作用，包括染色体间 LAD-LAD 分离和 NE 处的 LAD 支架，提出了关于核纤层蛋白 A/C 在细胞功能和疾病中的个体和重叠作用的有趣问题。