自然研究揭示了DNA折叠的新机制

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《自然》杂志上发表的一项研究中描述了迄今为止未知的DNA折叠机制。他们的发现为对正常发育和疾病预防至关重要的染色体过程提供了新的见解。

我们细胞中的DNA被组织成染色体，染色体是高度动态的结构，当基因被转录，DNA损伤被修复或染色体被压缩以准备细胞分裂时，这些结构就会改变。这些过程受到所谓的SMC蛋白复合物(SMC，染色体结构维持)的影响，通过介导染色体相互作用确保基因组的正确空间组织。

人类和其他真核生物中有三种这样的蛋白质复合物，即细胞含有细胞核的生物。科学家们已经揭示了其中两个的功能机制。在本研究中，研究人员调查了第三个，即Smc5 / 6复合物，其功能仍然大部分未知。

“这些结果揭示了Smc5 / 6复合物作为DNA折叠的新调节因子，这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，他与美因河畔法兰克福马克斯普朗克生物物理研究所的研究小组负责人Eugene Kim一起领导了这项研究。

“这一发现在医学上也具有相关性，因为DNA折叠对于正常的染色体功能和避免可能导致疾病的染色体改变很重要。

酵母中使用的蛋白质复合物

研究人员已经从酵母中纯化了Smc5 / 6复合物，并使用单个分子的高分辨率显微镜研究了它如何结合和影响单个DNA分子。

染色体组织的原理被认为在酵母和人类中大致相同，两者都是真核生物。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，以使它们可以通过显微镜进行追踪。

他们的结果表明，Smc5 / 6复合物通过挤出越来越大的DNA环来运作，这是它与其他已知的真核SMC复合物共享的特性。

研究人员还研究了该过程是如何被调节的，发现需要两个Smc5 / 6复合物才能形成环，而单个蛋白质复合物仅沿DNA分子易位。

可以预防癌症

先前的研究表明，Smc5 / 6抑制某些病毒，并表明它还可以预防某些类型的癌症，并且对正常的胎儿发育很重要。KI研究人员现在想要研究这些特性如何与新发现的机制相关。

“我们研究的下一步是找出Smc5 / 6复合物制造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如何作为病毒阻断剂，预防癌症和促进胎儿发育的理解，”Björkegren教授说。

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