已經發表在Nature Structural & Molecular Biology雜志上。
每個細胞的細胞核中有大約兩米的DNA,細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。如果細胞分裂期間它們不是均等地分布到子細胞內,這可能會導致癌癥或遺傳缺陷,如21 -三體綜合征。因此,為了確保DNA在細胞分裂過程中的安全運輸,DNA纖維必須是緊湊的。

關于這一步科學家們只有一個粗略的了解。SMC-kleisin 蛋白質復合體在這個過程中發揮了關鍵作用。它們由兩個臂(SMC)和的橋(kleisin)組成。與對方的手臂環繞呈環狀的DNA,因此可以連接復制的染色體或同一染色體上兩個遙遠的地方。
簡單的生物如細菌的DNA包裝也使用此方法。科學家們現在已經闡明了枯草芽孢桿菌的SMC-kleisin復合體前體結構。研究人員發現,細菌的SMC-kleisin復合體由兩個相同的的SMC蛋白質形成一個環的結構。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。
人類的DNA包裝機制與此類似。“我們懷疑,這種非對稱的結構在DNA環的開啟和關閉中起著重要的作用,”研究人員Frank Bürmann解釋說。此外,科學家們發現了kleisin的末端可以區分正確與錯誤的結合位點。
染色體的凝聚力對于繁殖同樣至關重要的。人類卵子的凝聚力必須保持十年,以確保無差錯的卵細胞減數分裂。失敗的凝聚力可能造成生育率下降及遺傳缺陷的增長,如21三體綜合征的發生。“揭示SMC-kleisin蛋白復合物結構無疑的了解復雜的染色體組織是一個重要的里程碑,”小組負責人Stephan Gruber說。