上海士鋒生物關(guān)于揭示DNA包裝關(guān)鍵蛋白結(jié)構(gòu)的介紹

時間：2013/5/29閱讀：1020

已經(jīng)發(fā)表在Nature Structural & Molecular Biology雜志上。

每個細(xì)胞的細(xì)胞核中有大約兩米的DNA，細(xì)胞核的直徑只有幾千分之一毫米。DNA以很長的長絲的形式壓縮在染色體中。如果細(xì)胞分裂期間它們不是均等地分布到子細(xì)胞內(nèi)，這可能會導(dǎo)致癌癥或遺傳缺陷，如21 -三體綜合征。因此，為了確保DNA在細(xì)胞分裂過程中的安全運(yùn)輸，DNA纖維必須是緊湊的。

What holds chromosomes together: Researchers elucidate the structure of dna-packaging proteins

關(guān)于這一步科學(xué)家們只有一個粗略的了解。SMC-kleisin 蛋白質(zhì)復(fù)合體在這個過程中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。它們由兩個臂（SMC）和的橋（kleisin）組成。與對方的手臂環(huán)繞呈環(huán)狀的DNA，因此可以連接復(fù)制的染色體或同一染色體上兩個遙遠(yuǎn)的地方。

簡單的生物如細(xì)菌的DNA包裝也使用此方法。科學(xué)家們現(xiàn)在已經(jīng)闡明了枯草芽孢桿菌的SMC-kleisin復(fù)合體前體結(jié)構(gòu)。研究人員發(fā)現(xiàn)，細(xì)菌的SMC-kleisin復(fù)合體由兩個相同的的SMC蛋白質(zhì)形成一個環(huán)的結(jié)構(gòu)。該臂的功能不同在于，只有通過不同的端部的kleisin與它們所連接的蛋白質(zhì)。

人類的DNA包裝機(jī)制與此類似。“我們懷疑，這種非對稱的結(jié)構(gòu)在DNA環(huán)的開啟和關(guān)閉中起著重要的作用，”研究人員Frank Bürmann解釋說。此外，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了kleisin的末端可以區(qū)分正確與錯誤的結(jié)合位點(diǎn)。

染色體的凝聚力對于繁殖同樣至關(guān)重要的。人類卵子的凝聚力必須保持十年，以確保無差錯的卵細(xì)胞減數(shù)分裂。失敗的凝聚力可能造成生育率下降及遺傳缺陷的增長，如21三體綜合征的發(fā)生。“揭示SMC-kleisin蛋白復(fù)合物結(jié)構(gòu)無疑的了解復(fù)雜的染色體組織是一個重要的里程碑，”小組負(fù)責(zé)人Stephan Gruber說。

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