黏连蛋白环挤出的对称性和力响应由其马达结构域与锚定结构域的扩散决定

内容形式：摘要译文

黏连蛋白是一种染色体结构维持（SMC）复合物，被认为通过生成 DNA 环来组织基因组，但环挤出的分子基础尚未得到充分阐明。在此，我们发现，单个裂殖酵母（S. pombe）黏连蛋白复合物可根据施加于 DNA 的外力，对 DNA 环进行对称或非对称挤出；其挤出模式和速度由黏连蛋白马达在驱动状态与扩散状态之间的随机切换所控制。我们在直接测量黏连蛋白介导的环挤出过程中产生的微弱作用力的同时，对 DNA 环进行了可视化，发现低至 0.05 pN 的作用力即可将 DNA 从黏连蛋白环中拉出，而不会破坏黏连蛋白与 DNA 的相互作用。我们进一步鉴定出 Scc3 亚基是一种扩散性 DNA 锚点，是环挤出所必需的；并发现，Scc1 的无规卷曲区域使 Scc3 与马达结构域在空间上彼此分离，从而促进环挤出的起始。综上，我们的结果支持这样一种模型：黏连蛋白环挤出受到锚定模块和马达模块扩散运动的限制与调节，为理解较弱且具有扩散性的黏连蛋白–DNA 相互作用如何调节黏连蛋白在染色质组织中的功能提供了机制框架。

关键词：黏连蛋白 · 环挤出 · 染色质组织 · DNA力学 · 扩散锚定

原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.08.730904v1?rss=1