循环基因组如何使用cohesin

二十年前，蛋白质复合物cohesin首先由IMP的研究人员描述。他们发现它的形状与其功能完全相符：当细胞分裂时，cohesin的环状结构使姐妹染色单体结合在一起，直到它们准备好分开。除了细胞分裂中的这一重要作用外，其他关键的cohesin功能自从IMP和其他地方被发现。其中之一是通过创建环来帮助将DNA(每个核约2米)折叠成紧凑的尺寸。“我们认为cohesin-ring夹在DNA链上以保持环路就位”，IMP负责人Jan-Michael Peters说，他的团队负责该项目。

染色质环不随意折叠。它们的确切形状和位置在基因调控中起着重要作用，因为它们会使其他区域紧密接触。“很长一段时间，科学家们对监管因素 - 增强剂 - 如何能够激活远距离基因感到困惑。现在我们认为我们知道了这个诀窍：精确折叠的循环使增强子能够非常接近他们需要调节的基因”，彼得斯说。研究结果表明cohesin是这一过程的中介。Jan-Michael Peters和他的团队已经证明，cohesin复合物在形成环的区域积累。

几位科学家最近提出了一种用于折叠染色质的所谓“环挤压机制”。根据这一假设，cohesin在随机部位加载到DNA上。然后将DNA菌株通过环形复合物进料直至遇到分子屏障。这种元素是一种名为CTCF的DNA结合蛋白，其作用非常类似于系在绳子上的结，并使挤出过程停止在正确的位置。以前位于相隔很远的确定的基因组序列现在彼此相邻并且可以相互作用以调节基因表达。

在本周的“ 自然”网站上，IMP-研究人员发布了支持这种机制存在的数据。第一作者，Jan-Michael Peters团队的博士生Georg Busslinger在小鼠细胞中表明，cohesin确实在长距离DNA上易位，并且运动依赖于转录，这表明这可能是一种“运动”。

“循环挤压假说在细胞生物学领域开辟了一个全新的研究领域，我们可能会在未来看到更多关于这个主题的论文”，Jan-Michael Peters评论道。从医学角度来看，理解cohesin功能也是相关的，因为许多疾病，包括某些癌症，与蛋白质复合物的功能障碍有关。

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