关于DNA中的环标志和张力的自然出版物

一个多世纪以来，人们就知道细胞核中的长DNA 链整齐地折叠成染色体的特征形状，类似于洗瓶刷，为细胞分裂做准备。而且在分裂之间，染色体被组织成环，这对于调节遗传信息的处理很重要。2018 年，Dekker 和他的团队率先可视化了 SMC 蛋白复合物(例如凝缩蛋白和粘连蛋白)如何在 DNA 中挤出环。

#2 CTCF 标志有方向并确定循环的开始和结束位置……

DNA 结合蛋白 CTCF 被发现在沿着基因组定位环中起着关键作用。Dekker：“如果你把 DNA 想象成一根绳子，CTCF 标志固定在绳索上的两个点上，cohesin 从一个标志到另一个标志形成环，但前提是 CTCF 的方向正确。只有 CTCF 蛋白的一侧能够与 cohesin 相互作用。话又说回来，它并不总是这样做，因为我们认为 CTCF 也会经常失败。但现在我们已经测量过了。事实证明，这两种蛋白质之间的相互作用比我们预测的要微妙得多。”

CTCF 和 cohesin 共同建立环边界已经成为该领域的基本知识，博士候选人 Roman Barth 说：“在过去一年我参加的每一次会议演讲中，基本前提是 cohesin 复合物在正确定向的 CTCF 之间挤出环路分子。但是没有人详细了解这是如何发生的。我们现在已经能够想象这件事的本质。”

#3：……而 DNA 张力在其中起着令人惊讶的作用

维也纳分子病理学研究所 Jan-Michael Peters 小组的同事成功地以纯净形式提供了蛋白质。DNA分子的两端附着在一个表面上;DNA 和蛋白质用荧光染料染色。Dekker 解释说，研究人员随后有了一个不同寻常的发现。“在数据中，罗曼发现 DNA 链是非常松散还是处于紧张状态都会产生影响。没有张力，cohesin 通常会忽略 CTCF 标志，即使方向正确，但当 DNA 处于更大张力时，CTCF 会充当完美的屏障。因此，在 DNA 张力的影响下，CTCF 就像一个智能红绿灯，根据当地的交通情况，让 cohesin 通过或不通过。”

当 cohesin 与 CTCF 蛋白碰撞时，它可以停止或继续。研究人员发现它也可以翻转，甚至完全溶解。Dekker 希望回答的下一个问题是如何以及为什么会发生这种情况。