粘连蛋白是一种形成环状复合物的蛋白质，它包裹并改变DNA分子的形状。它在DNA中移动，创建基因物质中的特定环，这些环决定了基因组的结构和基因表达。粘连复合体基因中的一些突变与罕见疾病（粘连病）有关，例如Cornelia de Lange综合症（SCdL）或Roberts综合症，它们影响多个器官并在发育过程中造成畸形。
然而，解码粘连蛋白的工作原理、它们在基因组特定区域的定位以及它们在DNA控制活动中的角色仍然是分子生物学中的科学挑战。
目前，《核酸研究》期刊将其封面专门献给一项研究，该研究为理解粘连复合体如何耦合染色质结构并改变导致粘连病的基因的表达提供了新的视角。
该研究涉及由巴塞罗那大学生物学院和生物医学研究所（IBUB）的Eva Estébanez-Perpiñá教授领导的团队，及美国贝塞斯达国家卫生研究院（NIH）的Gordon L. Hager专家和比利时列日大学的Frank Dequiedt。
在人类基因组中形成环的蛋白质
使基因组折叠成DNA环的蛋白质由四个亚基组成。“到目前为止，研究人员已经描述了25种调节这些亚基及其生物功能的蛋白质，”负责巴塞罗那大学稀有疾病研究小组的Estébanez-Perpiñá教授指出，该小组由Marisol Montolio教授领导。
“在人类细胞中，发现了两种不同的粘连蛋白等位基因，分别是被称为STAG的亚基。因此，已描述了STAG-1粘连蛋白和STAG-2粘连蛋白。这些等位基因在SMC1、SMC3和SCC1/RAD21亚基的组成上有所不同，”这位研究员表示，她是生物学院分子生物化学和生物医学系的成员。
之前的研究已经描述了NIPBL蛋白（粘连加载因子）如何与MAU2蛋白结合，使粘连能够作用于DNA上称为基因增强子的特定点。这些基因组区域是连接转录因子的DNA序列，例如核受体超家族的成员。
现在，这篇论文揭示了NIPBL蛋白如何与MAU2蛋白和糖皮质激素受体（GR）相互作用，后者是核受体超家族中必要的转录因子。
“这个NIPBL-MAU2-GR三元复合体调节转录，因为它促进了糖皮质激素受体（GR）与NIPBL和MAU2（即粘连加载因子）的相互作用。当GR与这两个蛋白质相互作用时，它改变了染色质的结构，并影响基因表达过程，”Alba Jiménez-Panizo和Andrea Alegre-Martí（IBUB）、Juan de la Cierva研究员以及该研究的共同作者指出，他们在研究中表现突出。
因此，NIPBL-MAU2-GR三元复合体对调节受糖皮质激素受体控制的基因的表达变得至关重要。
作为研究的一部分，团队使用了几种先进技术，进行实时分子复合体与染色质结合的显微镜可视化。此外，还应用了互补的生化和生物物理技术，从不同的结构和细胞角度分析该复合体。
Cornelia de Lange综合症
这项新研究将有助于加深我们对Cornelia de Lange综合症的理解，该症是由于NIPBL、SMC1A、HDAC8、RAD21和SMC3基因的突变引起的。“这些突变影响粘连蛋白和调节其组织和功能的蛋白质的关键亚基。理解这些复合体无法正确形成并导致染色体未能以功能性方式组织的分子机制，对于理解该疾病至关重要，”研究人员解释道。
文章中描述的机制表明，其他核受体可能以类似方式与NIPBL相互作用。对此，团队将继续探索糖皮质激素受体（GR）的功能状态以及它在细胞内形成的复合体的分子生物学，此外还研究诸如哮喘和其他自身免疫病理的分子机制。
