研究发现Cohesin在转录隔离中的作用

在细胞分裂过程中，能将姐妹染色单体粘在一起的“胶水”，即凝聚蛋白（cohesin）也能够作为隔离因子参与基因转录活性的调节。研究表明CTCF对于凝集蛋白募集到这些基因组上的作用位点是必须的。

　　

凝聚蛋白（cohesin）是一个巨型的环状蛋白复合体，由高度保守的多个亚基组成。凝聚蛋白复合体能够像胶水一样，在细胞分裂的过程中染色体分离时，将姐妹染色单体“粘”在一起。在细胞增殖时，姐妹染色单体的凝聚和分离对于保持遗传物质的完整是非常重要的。凝聚蛋白在细胞不分裂的时候也没有闲着，它还能参与调节许多基因的表达。

 

曾有研究发现，在人类基因组中凝聚蛋白与CTCF蛋白（CCCTC-binding factor）都结合到的相同的位点上。CTCF蛋白是一个锌指蛋白，是能够限制转录的“隔离墙”。凝聚蛋白能够帮助CTCF发挥转录“隔离墙”的作用。CTCF不是凝聚蛋白结合到DNA上必需的，但对凝聚蛋白集聚在特定位点则是不可或缺的。但是现在还不了解，凝聚蛋白如何结合到DNA上，有哪些相互作用因子，我们都还不知道。

 

Matthias Merkenschlager等人研究发现，与酿酒酵母不同，凝集蛋白结合到哺乳动物的染色体臂上，不是由转录活性控制的。在哺乳动物中，凝集蛋白占据了DNase I超敏感位点。在几乎所有的CTCF位点，都可以发现凝集蛋白，表明CTCF对于凝集蛋白募集到这些位点是必须的。

 

凝聚蛋白使得CTCF能够将启动子隔离开，不受远程增强子的作用，从而控制转录水平。凝聚蛋白作为一个转录隔离因子，其功能稍微受损就会导致“凝聚蛋白病”，如Roberts syndrome（一种引起骨骼异常发育的罕见遗传病）和Cornelia de Lange syndrome（机体和发育多处异常的疾病）。凝聚蛋白必须通过CTCF募集，能合理解释凝聚蛋白的功能，因为CTCF与DNA的结合，对甲基化是敏感的。（生物通，揭鹰）

 

Vania Parelho et al. Cohesins Functionally Associate with CTCF on Mammalian Chromosome Arms. Cell, 132, 422-433 ( 08 February 2008 )