已经发表在Nature Structural & Molecular Biology杂志上。
每个细胞的细胞核中有大约两米的DNA,细胞核的直径只有几千分之一毫米。DNA以很长的长丝的形式压缩在染色体中。如果细胞分裂期间它们不是均等地分布到子细胞内,这可能会导致癌症或遗传缺陷,如21 -三体综合征。因此,为了确保DNA在细胞分裂过程中的安全运输,DNA纤维必须是紧凑的。

关于这一步科学家们只有一个粗略的了解。SMC-kleisin 蛋白质复合体在这个过程中发挥了关键作用。它们由两个臂(SMC)和的桥(kleisin)组成。与对方的手臂环绕呈环状的DNA,因此可以连接复制的染色体或同一染色体上两个遥远的地方。
简单的生物如细菌的DNA包装也使用此方法。科学家们现在已经阐明了枯草芽孢杆菌的SMC-kleisin复合体前体结构。研究人员发现,细菌的SMC-kleisin复合体由两个相同的的SMC蛋白质形成一个环的结构。该臂的功能不同在于,只有通过不同的端部的kleisin与它们所连接的蛋白质。
人类的DNA包装机制与此类似。“我们怀疑,这种非对称的结构在DNA环的开启和关闭中起着重要的作用,”研究人员Frank Bürmann解释说。此外,科学家们发现了kleisin的末端可以区分正确与错误的结合位点。
染色体的凝聚力对于繁殖同样至关重要的。人类卵子的凝聚力必须保持十年,以确保无差错的卵细胞减数分裂。失败的凝聚力可能造成生育率下降及遗传缺陷的增长,如21三体综合征的发生。“揭示SMC-kleisin蛋白复合物结构无疑的了解复杂的染色体组织是一个重要的里程碑,”小组负责人Stephan Gruber说。