屏障效应对黏连蛋白介导的环挤压动力学的调控机制研究

本期推荐：来自国际团队的研究人员通过建立可解析的环挤压模型，揭示了染色质结合蛋白如何作为物理屏障(CTCF)或化学屏障(含cohesin-interaction motif)干扰黏连蛋白(cohesin)介导的染色质环形成。研究发现物理屏障可加速环形成，而化学屏障则延缓该过程，为理解基因组三维结构调控提供了新视角。

　　染色体三维结构的精密调控离不开结构维持染色体复合物(SMC)的作用。黏连蛋白(cohesin)就像分子马达，持续将染色质挤压成环状结构，这些环通常会在遇到CTCF蛋白时停止延伸。但在真实的细胞环境中，环挤压机器还会遭遇各种染色质结合蛋白的"路障"——有些蛋白像物理路障直接阻挡黏连蛋白前进，有些则像化学减速带通过特定相互作用基序(cohesin-interaction motif)使黏连蛋白暂停。研究者创新性地建立了包含屏障效应的可解析环挤压模型，通过计算平均成环时间发现：物理屏障竟能加速环形成，且加速效果与屏障阻抗强度正相关，当黏连蛋白加载位点与物理屏障位点邻近时，长基因组中稳定环的形成效率显著提升；而化学屏障则始终延缓环形成，且阻滞效应随阻抗增强而加剧。这项研究不仅揭示了染色质结合蛋白与环挤压机器的精妙互作，更为解释功能性基因组结构的形成机制提供了全新思路。