2024年1月24日,日本综合研究大学院大学等机构的研究人员在杂志Nature上发表了题为Coordination of cohesin and DNA replication observed with purified proteins的文章。
两个新复制的基因组 DNA 拷贝通过环形粘连蛋白复合物结合在一起,以确保在细胞分裂过程中基因组的忠实遗传。粘连蛋白通过在 DNA 复制过程中拓扑捕获两个姐妹 DNA 来介导姐妹染色单体内聚力,但对如何在复制叉处建立内聚力知之甚少。
该研究通过使用纯化的蛋白质重构功能性复制体来研究粘连蛋白和复制之间的相互作用。一旦DNA在复制前被包围,粘连蛋白环就会容纳整个复制,从起始到终止,从而实现新合成DNA的拓扑捕获。这表明拓扑粘连蛋白负载是应对复制的关键分子先决条件。矛盾的是,拓扑负载本身是高度限速的,在具有复制能力的生理盐浓度下几乎不会发生。这种不一致通过复制体相关的内聚建立因子 Chl1 解旋酶和 Ctf4 解决,它们在持续复制过程中特异性地促进粘连蛋白负载。因此,研究人员发现模拟 DNA 解旋状态的气泡 DNA 诱导拓扑粘连蛋白负载,这被 Chl1 进一步促进。因此,研究人员提出,当粘连蛋白遇到由酶活性(包括复制)驱动的未缠绕的DNA结构时,它会将初始静电DNA结合模式转换为拓扑拥抱。总之,该研究结果显示了粘连蛋白最初如何响应复制,并为姐妹染色单体内聚力的建立提供了分子模型。