2025年1月16日，来自荷兰代尔夫特理工大学Cees Dekker团队于《细胞》杂志上发表了标题为“SMC motor proteins extrude DNA asymmetrically and can switch directions. ”得研究成果，研究提出SMC马达蛋白以不对称方式挤出DNA且能够切换方向。
据介绍，染色体结构维持（SMC）复合物通过DNA环挤出过程来组织基因组。尽管此前有报道称，一些SMC复合物能够以对称方式进行这一过程，即同时从两侧将DNA卷入挤出的DNA环中，但也有其他复合物仅以不对称方式朝着一个方向进行环挤出。这种差异背后的机制尚不清楚。
•所有真核 SMC 复合物都不对称地挤出 DNA
•明显的“对称”回路挤压是频繁方向切换的结果
•在人体黏聚蛋白上，回路挤出方向开关需要更换 NIPBL
•内聚蛋白的环挤出穿插着环扩散和滑移阶段
研究人员通过体外单分子实验研究了SMC复合物对DNA环挤出的方向性。研究人员发现，黏连蛋白和SMC5/6并非如之前所报道的那样从两侧卷入DNA，而是以不对称方式挤出DNA，尽管其方向会随时间发生切换。因此，不对称DNA环挤出是所有真核生物SMC复合物的共同机制。对于黏连蛋白而言，方向的切换与亚基NIPBL的更替密切相关，在此过程中可能会发生DNA链的切换。除了通过挤出过程扩张，DNA环还经常发生扩散和收缩。
总之，这一研究揭示了SMC复合物能够切换方向。这一发现加深了我们对染色体结构和功能的理解，揭示了细胞内DNA是如何管理的。还提供了有价值的见解，了解DNA扭曲和环的破坏如何导致健康问题，包括内聚性疾病等发育障碍。
文章来源：
Roman Barth, Iain F. Davidson et al, SMC motor proteins extrude DNA asymmetrically and can switch directions. DOI: 10.1016/j.cell.2024.12.020，最新IF：66.85
