《Nature》现在仍能发现DNA折叠的新机制

一项新的研究描述了迄今为止未知的DNA折叠机制。这些发现为染色体过程提供了新的见解，染色体过程对正常发育和预防疾病都至关重要。

　　

我们细胞中的DNA被组织成染色体，这是一种高度动态的结构，当基因被转录、DNA损伤被修复或染色体为准备细胞分裂而变得紧密时，染色体就会发生变化。这些过程受到所谓的SMC蛋白复合物(SMC，染色体结构维护)的影响，它通过介导染色体相互作用确保基因组的正确空间组织。在人类和其他真核生物(即细胞含有细胞核的生物)中，有三种这样的蛋白质复合物。科学家们已经揭示了其中两种细胞的功能机制。在目前的研究中，研究人员调查了第三种，Smc5/6复合物，其功能仍然未知。

卡罗林斯卡学院和马克斯普朗克生物物理研究所的研究人员在《Nature》杂志上发表了一项迄今为止未知的DNA折叠机制。他们的发现为染色体过程提供了新的见解，染色体过程对正常发育和预防疾病都至关重要。

研究人员从酵母中纯化了Smc5/6复合物，并使用高分辨率的单个分子显微镜，研究了它是如何结合和影响单个DNA分子的。染色体组织的原理一般认为是相同的酵母和人类，这都是真核生物。在他们的实验中，研究人员用不同颜色的荧光分子标记蛋白质复合物和DNA，使它们通过显微镜可追踪。

他们的研究结果表明Smc5/6复合体通过挤压一个越来越大的DNA环来运作，这与其他已知的真核SMC复合体具有相同的特性。研究人员还研究了这个过程是如何被调节的，并发现，除了其他因素外，两个Smc5/6复合物需要形成一个环，而单个蛋白质复合物只沿着DNA分子易位。

先前的研究表明，Smc5/6抑制某些病毒，并表明它也可以预防某些类型的癌症，对正常的胎儿发育很重要。KI的研究人员现在想要研究这些特性与新发现的机制之间的关系。

“这些结果揭示了Smc5/6复合体是DNA折叠的新调节器，它可以告诉我们更多关于染色体如何组织的信息，”卡罗林斯卡学院细胞和分子生物学系教授Camilla Björkegren说，他与法兰克福马克斯普朗克生物物理研究所的研究小组组长Eugene Kim一起领导了这项研究。“这一发现也具有医学意义，因为DNA折叠对正常染色体功能和避免可能导致疾病的染色体改变很重要。我们研究的下一步是找出Smc5/6复合体制造DNA环的能力如何影响它们在细胞中的功能，这可以增加我们对Smc5/6如何作为病毒阻滞剂、预防癌症和促进胎儿发育的理解。”

The Smc5/6 complex is a DNA loop-extruding motor. Nature, 2023