史竹兵，白曉辰，于洪濤③?

①得克薩斯大學(xué) 西南醫(yī)學(xué)中心藥理學(xué)系，美國(guó)得克薩斯州 達(dá)拉斯市 75390；②得克薩斯大學(xué) 西南醫(yī)學(xué)中心生物物理學(xué)系和細(xì)胞生物學(xué)系，美國(guó)得克薩斯州 達(dá)拉斯市 75390；③西湖大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，杭州 310024

生命體通過(guò)傳遞遺傳物質(zhì)給下一代進(jìn)行繁殖，具有雙螺旋結(jié)構(gòu)的脫氧核糖核苷酸（DNA）是生命體的遺傳信息儲(chǔ)存載體。單個(gè)細(xì)胞內(nèi)的所有DNA組成了有機(jī)體的基因組。不同類(lèi)型生命體的基因組大小差異顯著。細(xì)菌的基因組大小在60萬(wàn)～800萬(wàn)堿基對(duì)之間，單細(xì)胞生物釀酒酵母的基因組大小約為1 350萬(wàn)堿基對(duì)，而高等動(dòng)物人類(lèi)的雙倍體基因組約為64億堿基對(duì)，總長(zhǎng)度達(dá)到2 m。真核生物的基因組主要包含在細(xì)胞核里，而細(xì)胞核的大小一般小于10 μm。如何將宏觀尺度的基因組包裝入微米級(jí)的細(xì)胞核中，是生命科學(xué)的基本問(wèn)題之一。

在細(xì)胞中，基因組的組織不是雜亂無(wú)章的，而是形成特定的結(jié)構(gòu)和形態(tài)。組蛋白結(jié)合DNA從而形成核小體結(jié)構(gòu)，并被進(jìn)一步包裹成染色質(zhì)。真核生物通過(guò)細(xì)胞周期來(lái)完成自我增殖?；蚪M在細(xì)胞周期的兩個(gè)不同時(shí)期——分裂間期和分裂期——具有不同的形態(tài)。在細(xì)胞分裂間期，基因組形成纖維樣結(jié)構(gòu)[1]；而在細(xì)胞分裂期，染色體高度聚縮形成X形。一類(lèi)被命名為染色體結(jié)構(gòu)維持（SMC）的蛋白質(zhì)復(fù)合物對(duì)于維持基因組結(jié)構(gòu)至關(guān)重要。在脊椎動(dòng)物中，兩類(lèi)SMC復(fù)合物——黏連蛋白（cohesin）和凝縮蛋白（condensin）——分別調(diào)控細(xì)胞分裂間期和分裂期的基因組結(jié)構(gòu)[2-5]。黏連蛋白同時(shí)介導(dǎo)細(xì)胞周期中姐妹染色單體黏連，與凝縮蛋白一起保證了細(xì)胞分裂中染色體的正確分離[6-9]。黏連蛋白相關(guān)的研究一直是基因組生物學(xué)的重點(diǎn)領(lǐng)域。近幾年的突破性科學(xué)發(fā)現(xiàn)正慢慢揭開(kāi)黏連蛋白的神秘面紗。

1 姐妹染色單體衛(wèi)士——黏連蛋白

在20世紀(jì)90年代， Kim A. Nasmyth以及Douglas Koshland等研究組先驅(qū)性的工作發(fā)現(xiàn)了黏連蛋白的主要組分在姐妹染色體黏連中的重要作用[10-14]。1999年，Kim A. Nasmyth研究組率先鑒定出酵母黏連蛋白的四個(gè)主要亞基，分別為SMC1、SMC3、SCC1（也被稱(chēng)為RAD21或MCD1）以及SCC3[14]。2000年，Jan-Michael Peters和Tatsuya Hirano研究組完成了脊椎動(dòng)物，包括人類(lèi)黏連蛋白的鑒定工作[15-16]。在脊椎動(dòng)物體細(xì)胞中，SCC3有兩個(gè)同源蛋白，分別命名為STAG1和STAG2。隨后，SCC2、SCC4、PDS5、WAPL以及ECO1等對(duì)黏連蛋白起重要調(diào)控作用的蛋白也逐一展現(xiàn)在人們的眼前。

在脊椎動(dòng)物細(xì)胞期末期，或者在酵母細(xì)胞G1期，黏連蛋白在SCC2-SCC4（在脊椎動(dòng)物中被命名為NIPBL-MAU2）裝載復(fù)合物的幫助下加載到染色質(zhì)上[17]。反之，釋放因子WAPL在PDS5的介導(dǎo)下促進(jìn)黏連蛋白從染色質(zhì)上釋放下來(lái)[18-22]（圖1（a））。在S期，伴隨著DNA的復(fù)制，姐妹染色單體被黏連蛋白黏連在一起[23]。乙酰基轉(zhuǎn)移酶ECO1在DNA復(fù)制過(guò)程中被招募到復(fù)制機(jī)器上并乙?；疭MC3[24-27]。SMC3乙?；种起みB蛋白的活性，拮抗WAPL-PDS5復(fù)合物的功能，從而使得部分黏連蛋白穩(wěn)定地定位于染色質(zhì)上。PDS5又可以增強(qiáng)SMC3的乙?；?，促進(jìn)黏連蛋白在染色質(zhì)上滯留[28]。在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中，sororin通過(guò)直接與WAPL競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合PDS5并抑制WAPL的作用來(lái)幫助黏連蛋白與染色質(zhì)結(jié)合[29]。在細(xì)胞分裂期前期，包括Aurora B、CDK1和PLK1在內(nèi)的對(duì)細(xì)胞周期起調(diào)控作用的蛋白激酶磷酸化sororin和STAG1/2，解除了對(duì)WAPL-PDS5的抑制作用，從而促進(jìn)位于染色體臂上的大部分黏連蛋白解離[15,30-32]。這一“前期途徑”（prophase pathway）目前僅在后生動(dòng)物中被發(fā)現(xiàn)。在著絲粒區(qū)域，shugoshin結(jié)合STAG1/2并招募磷酸酶PP2A，通過(guò)去磷酸化sororin和STAG1/2來(lái)保護(hù)黏連蛋白，使之免于被WAPL-PDS5解離[33-34]。

圖1 黏連蛋白介導(dǎo)基因組折疊與姐妹染色體黏連。（a）黏連蛋白在SCC2-SCC4裝載復(fù)合物的幫助下加載到染色質(zhì)上。伴隨著DNA復(fù)制，黏連蛋白將姐妹染色單體黏連在一起。（b）黏連蛋白通過(guò)環(huán)擠壓方式壓縮基因組，而CTCF限制該環(huán)擠壓過(guò)程。黏連蛋白與CTCF一起介導(dǎo)細(xì)胞周期間期染色質(zhì)環(huán)和拓?fù)潢P(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)域的形成

當(dāng)細(xì)胞從細(xì)胞周期中期向后期過(guò)渡時(shí)，泛素連接酶后期促進(jìn)復(fù)合物/細(xì)胞周期體（APC/C）泛素化分離酶抑制蛋白（securin），導(dǎo)致其降解[35-37]。激活的分離酶（separase）可以切割SCC1，使得黏連蛋白從染色體上解離下來(lái)，引起姐妹染色單體分離[38-41]。姐妹染色單體的正常分離是細(xì)胞周期正常運(yùn)行的前提條件。染色單體分離異常將導(dǎo)致非整倍性，從而引起細(xì)胞凋亡以及疾病發(fā)生[42-43]。因此，黏連蛋白的精確調(diào)控確保了有絲分裂中基因組的穩(wěn)定性。

2 黏連蛋白如何折疊哺乳動(dòng)物基因組？

真核生物基因組構(gòu)象極具復(fù)雜性并高度動(dòng)態(tài)。近年來(lái)，借助于高通量測(cè)序技術(shù)的迅猛發(fā)展，高維度染色質(zhì)構(gòu)象捕獲技術(shù)（Hi-C）成為研究基因組構(gòu)象的重要工具，該技術(shù)在染色質(zhì)構(gòu)象捕獲技術(shù)（3C）基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)而來(lái)。Hi-C數(shù)據(jù)顯示人類(lèi)細(xì)胞的基因組形成兆堿基對(duì)尺度的區(qū)室（compartment）[44]，不同區(qū)室對(duì)應(yīng)著不同的染色質(zhì)活性狀態(tài)：A和B區(qū)室分別具有開(kāi)放、活性和關(guān)閉、非活性狀態(tài)的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)。區(qū)室進(jìn)一步可分為不同的亞區(qū)室（subcompartment）結(jié)構(gòu)[45]。區(qū)室結(jié)構(gòu)與特異蛋白包括HP1α介導(dǎo)的相分離相關(guān)[46]。拓?fù)潢P(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)域（topologically associating domain, TAD）和染色質(zhì)環(huán)（loop）是亞兆堿基對(duì)尺度的染色質(zhì)組織方式[45,47-48]。染色質(zhì)絕緣蛋白CTCF定位于染色質(zhì)環(huán)和拓?fù)潢P(guān)聯(lián)域的邊界[45,49]（圖1（b））。在黏連蛋白釋放因子WAPL或PDS5敲除細(xì)胞中，染色質(zhì)高度聚縮成“細(xì)面條”樣形態(tài)[18,50]，暗示黏連蛋白在染色質(zhì)壓縮過(guò)程中也起著關(guān)鍵作用。事實(shí)上，誘導(dǎo)黏連蛋白亞基RAD21或其裝載復(fù)合物降解削弱甚至瓦解了拓?fù)潢P(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)域和染色質(zhì)環(huán)[51-53]，而去除細(xì)胞中的WAPL或PDS5導(dǎo)致相反的作用[52,54]。

早在2001年，Kim A. Nasmyth提出環(huán)擠壓（loop extrusion）模型來(lái)解釋染色質(zhì)壓縮過(guò)程[55]（圖1（b））。該模型認(rèn)為：ATP驅(qū)動(dòng)的分子機(jī)器——環(huán)擠壓器（如黏連蛋白），首先通過(guò)其上兩個(gè)位點(diǎn)結(jié)合DNA，形成小的染色質(zhì)環(huán)[55-56]；接著，該分子機(jī)器依賴(lài)于ATP水解在DNA上移動(dòng)，擠壓形成大的染色質(zhì)環(huán)；最終，染色質(zhì)環(huán)的邊界元素（如CTCF結(jié)合位點(diǎn)）將該分子機(jī)器制止在基因組上的特定位置，完成染色質(zhì)的壓縮過(guò)程。該模型與大量的實(shí)驗(yàn)證據(jù)以及分子動(dòng)力學(xué)模擬結(jié)果相吻合[57-60]，合理地解釋了黏連蛋白和CTCF在染色質(zhì)壓縮中的特異功能，以及為什么錨定染色質(zhì)環(huán)和拓?fù)潢P(guān)聯(lián)域邊界的一對(duì)CTCF結(jié)合位點(diǎn)傾向于會(huì)聚的取向[45,49,58,61-62]。然而，黏連蛋白介導(dǎo)的環(huán)擠壓功能直至最近才被證實(shí)。2019年，Jan-Michael Peters研究組和筆者研究組相互獨(dú)立地利用單分子成像技術(shù)實(shí)時(shí)觀測(cè)到黏連蛋白介導(dǎo)的環(huán)擠壓過(guò)程[63-64]。該過(guò)程需要裝載蛋白的幫助，并依賴(lài)于ATP的水解。與壓縮DNA的速率類(lèi)似，黏連蛋白介導(dǎo)的環(huán)擠壓過(guò)程的平均速率可

達(dá)到0.5～1 kb/s。除了壓縮裸露的DNA，筆者研究組觀測(cè)到黏連蛋白也能夠以同樣速率壓縮核小體包裹的DNA分子。與之前報(bào)道的凝縮蛋白介導(dǎo)的不對(duì)稱(chēng)環(huán)擠壓過(guò)程[65]不同的是，單分子成像顯示黏連蛋白雙側(cè)同時(shí)壓縮DNA，形成對(duì)稱(chēng)的DNA環(huán)結(jié)構(gòu)。黏連蛋白被認(rèn)為以?xún)煞N方式結(jié)合DNA，分別是拓?fù)浜头峭負(fù)湫问健ｐみB蛋白以拓?fù)湫问浇Y(jié)合DNA來(lái)介導(dǎo)姐妹染色單體黏連，但是以非拓?fù)浣Y(jié)合形式來(lái)執(zhí)行DNA壓縮過(guò)程[63-64,66-67]。對(duì)于黏連蛋白是以單體還是以寡聚體的形式來(lái)壓縮DNA仍存有爭(zhēng)論，需進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。值得一提的是，黏連蛋白以二聚體來(lái)介導(dǎo)對(duì)稱(chēng)的DNA環(huán)的形成更能與模擬模型相符合[64,68]。

3 黏連蛋白三維結(jié)構(gòu)奧秘

黏連蛋白的SMC1和SMC3亞基為ATP酶，由N末端和C末端形成的head結(jié)構(gòu)域（HD）、中間的hinge結(jié)構(gòu)域以及連接二者的長(zhǎng)卷曲螺旋（coiled coil）區(qū)域組成。hinge結(jié)構(gòu)域介導(dǎo)SMC1和SMC3形成異源二聚體[69-70]。SMC1的HD和SMC3的HD附近的卷曲螺旋區(qū)域分別識(shí)別SCC1的C末端winged helix結(jié)構(gòu)域（WHD）和N末端的螺旋結(jié)構(gòu)域（N-terminal helical domain,NHD），從而形成閉合的環(huán)形結(jié)構(gòu)[70-73]。SCC1還通過(guò)中間的無(wú)規(guī)卷曲區(qū)域結(jié)合含有HEAT重復(fù)基序的SCC3、SCC2和PDS5[28,70,74-76]。SCC3可以招募多種調(diào)節(jié)蛋白，其中包括shugoshin和CTCF[33,77]。SCC2與PDS5競(jìng)爭(zhēng)性地結(jié)合SCC1，調(diào)節(jié)黏連蛋白的裝載與解離[78]。

之前的Rotary shadowing以及負(fù)染電鏡研究發(fā)現(xiàn)黏連蛋白存在多種構(gòu)象，包括“O”或“V”形環(huán)狀、“I”形棒狀以及卷曲螺旋完全回折的折疊構(gòu)象[79-82]。對(duì)細(xì)菌SMC蛋白的研究顯示ATP與DNA的結(jié)合會(huì)影響SMC復(fù)合物構(gòu)象[83-85]。當(dāng)沒(méi)有ATP存在時(shí)，SMC1和SMC3的長(zhǎng)卷曲螺旋區(qū)域毗鄰在一起，形成“I”形棒狀結(jié)構(gòu)。ATP結(jié)合誘導(dǎo)SMC蛋白的HD形成同源或異源二聚體，同時(shí)使得它們的卷曲螺旋區(qū)域分開(kāi)，形成“O”形環(huán)狀結(jié)構(gòu)。ATP的結(jié)合使得黏連蛋白環(huán)形結(jié)構(gòu)分成兩個(gè)區(qū)室，分別為由SMC1和SMC3組成的SMC區(qū)室以及由SMC1、SMC3和SCC1組成的kleisin/SCC1區(qū)室[86]。DNA在裝載過(guò)程中被認(rèn)為起始位于SMC區(qū)室，而在有絲分裂期，姐妹染色單體被認(rèn)為處于kleisin/SCC1區(qū)室[86-87]。DNA進(jìn)入SMC環(huán)亦會(huì)打開(kāi)毗鄰的SMC1和SMC3卷曲螺旋區(qū)域，促進(jìn)“O”形環(huán)狀結(jié)構(gòu)的形成[85]。

近期，筆者研究組利用單顆粒冷凍電鏡技術(shù)解析了DNA裝載狀態(tài)的人類(lèi)黏連蛋白與裝載蛋白NIPBL復(fù)合物的三維結(jié)構(gòu)，揭示了黏連蛋白、裝載蛋白以及DNA三者的相互作用方式[88]（圖2）。整個(gè)復(fù)合物尺寸約為200 ? × 150 ?（1?=0.1 nm）。整體上，該復(fù)合物可以分為三層，分別為由SMC1與SMC3的HD和部分卷曲螺旋區(qū)域組成的第一層，由NIPBL保守的HEAT重復(fù)基序結(jié)構(gòu)域組成的第二層，以及由STAG1與SMC1和SMC3的hinge結(jié)構(gòu)域組成的第三層。三個(gè)層次之間緊密相互作用。RAD21依次與SMC3、NIPBL、STAG1以及SMC1結(jié)合，將三個(gè)層次串聯(lián)在一起。72個(gè)堿基對(duì)、富含A/T堿基的雙鏈DNA位于整個(gè)復(fù)合物的中央，與黏連蛋白四個(gè)亞基以及NIPBL直接接觸。RAD21與DNA共同使得整個(gè)復(fù)合物處于相對(duì)穩(wěn)定的構(gòu)象。

圖2 人類(lèi)黏連蛋白、NIPBL與DNA復(fù)合物的電鏡結(jié)構(gòu)圖。（a）復(fù)合物電子密度圖。HD：head結(jié)構(gòu)域；CC：卷曲螺旋。（b）復(fù)合物的三維結(jié)構(gòu)卡通模型

在該結(jié)構(gòu)中，ATP類(lèi)似物AMP-PNP介導(dǎo)SMC1和SMC3的HD結(jié)合，形成“V”形異源二聚體。“U”形NIPBL的兩臂廣泛地作用于“V”形SMC1和SMC3異源二聚體的HD和卷曲螺旋，以“背靠背”的方式相互結(jié)合。DNA位于SMC區(qū)室，與SMC1和SMC3的HD相互作用，并處于它們的卷曲螺旋之間。DNA還被尚未鑒定的由SMC3和NIPBL組成的區(qū)室圈套住，并且在該處發(fā)生約45°的彎曲。NIPBL與DNA的結(jié)合使得SMC1和SMC3的構(gòu)象發(fā)生大幅度改變。它們直接識(shí)別SMC蛋白HD上的參與ATP結(jié)合和催化的關(guān)鍵基序，從而刺激黏連蛋白的ATP酶活性。另外，NIPBL和DNA還與SMC3的乙?；稽c(diǎn)鄰近，因此SMC3的乙酰化會(huì)直接影響NIPBL與DNA的結(jié)合，這解釋了為什么SMC3的乙酰化會(huì)削弱它們對(duì)黏連蛋白的激活作用以及黏連蛋白的染色質(zhì)壓縮功能[89-90]。

NIPBL被SMC1與SMC3形成的異源二聚體和STAG1夾在中間?！癠”形NIPBL與“U”形STAG1以反平行的方式依靠二者的左臂結(jié)合在一起。RAD21上靠近NHD和WHD的無(wú)規(guī)卷曲區(qū)域分別識(shí)別NIPBL和STAG1的“U”形中間凹槽。DNA橫跨NIPBL兩臂，并伸向STAG1。與單獨(dú)的SCC3與DNA復(fù)合物結(jié)構(gòu)[91]不同的是，在整個(gè)復(fù)合物中，DNA與STAG1的結(jié)合不是非常緊密，暗示著STAG1/SCC3在復(fù)合物形成之后，DNA的具體識(shí)別方式發(fā)生改變。

SMC1與SMC3 的hinge結(jié)構(gòu)域?qū)忝萌旧w黏連以及基因組折疊都有重要貢獻(xiàn)[67]。在該復(fù)合物所處的構(gòu)象中，SMC蛋白的hinge結(jié)構(gòu)域異源二聚體與STAG1的“U”形底部直接結(jié)合，并接觸NIPBL的HEAT重復(fù)基序結(jié)構(gòu)域N末端區(qū)域。由于構(gòu)象柔性，SMC1和SMC3上的大部分卷曲螺旋不可見(jiàn)。然而，為了處于該種特定構(gòu)象，它們需要在中間區(qū)域發(fā)生大角度的彎曲，類(lèi)似于之前所觀察到的“折疊”構(gòu)象[82]。SMC蛋白的hinge結(jié)構(gòu)域異源二聚體可以結(jié)合單鏈和雙鏈DNA[92]，并被認(rèn)為是DNA進(jìn)入黏連蛋白環(huán)的入口[93]。單獨(dú)的SMC蛋白hinge結(jié)構(gòu)域二聚體形成贗對(duì)稱(chēng)的閉合環(huán)狀結(jié)構(gòu)[69]，該二聚體具有兩個(gè)界面。在DNA存在的情況下，hinge結(jié)構(gòu)域二聚體的兩個(gè)界面可以分別處于開(kāi)放狀態(tài)。晶體結(jié)構(gòu)顯示單鏈DNA可以結(jié)合在hinge結(jié)構(gòu)域二聚體的表面，并與STAG1結(jié)合區(qū)域部分重疊，暗示兩個(gè)相互作用之間互斥。

4 黏連蛋白折疊DNA機(jī)制模型

黏連蛋白與NIPBL以及DNA復(fù)合物的電鏡結(jié)構(gòu)向人們展現(xiàn)了DNA裝載狀態(tài)的黏連蛋白復(fù)合物活性構(gòu)象，解釋了眾多已觀察到但未能被詳細(xì)理解的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象?？茖W(xué)家根據(jù)已有的實(shí)驗(yàn)證據(jù)提出了各種黏連蛋白折疊DNA的機(jī)制模型（詳見(jiàn)Hassler、van Ruite以及Yatskevich等人綜述論文[2,94-95]）。單分子成像顯示黏連蛋白伴隨著DNA環(huán)的延伸而隨之遷移[63-64]，說(shuō)明黏連蛋白在DNA折疊中沒(méi)有固定的DNA結(jié)合位點(diǎn)。電鏡結(jié)構(gòu)顯示黏連蛋白與NIPBL復(fù)合物處于折疊構(gòu)象，并具有多個(gè)DNA結(jié)合位點(diǎn)[88]。但是SMC蛋白的hinge結(jié)構(gòu)域并未參與DNA的直接結(jié)合，這與之前的所有機(jī)制模型不相符合。依據(jù)三維結(jié)構(gòu)以及單分子成像結(jié)果，筆者提出另一種“尺蠖（inchworm）”模型來(lái)解釋黏連蛋白在DNA上的移動(dòng)機(jī)制。在該模型中，SMC1與SMC3的HD、STAG1以及NIPBL為DNA的結(jié)合位點(diǎn)。其中SMC蛋白的HD只有在ATP存在的時(shí)候才可以固定住DNA，因此ATP的結(jié)合和水解可以調(diào)節(jié)DNA的結(jié)合和解離并引起黏連蛋白的構(gòu)象變化。ATP的水解引發(fā)黏連蛋白形成棒狀結(jié)構(gòu)，使得STAG1與SMC的HD（和NIPBL）分開(kāi)，從而驅(qū)動(dòng)黏連蛋白在DNA上向前移動(dòng)。ATP的再次結(jié)合誘導(dǎo)折疊構(gòu)象的形成，STAG1與SMC、NIPBL可以再次結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)黏連蛋白在DNA上的移動(dòng)。如此ATP結(jié)合與水解循環(huán)促進(jìn)黏連蛋白在DNA上的持續(xù)移動(dòng)。當(dāng)黏連蛋白形成二聚體時(shí)，兩個(gè)復(fù)合物可以相互作為錨定點(diǎn)，介導(dǎo)對(duì)稱(chēng)的DNA環(huán)的形成。這一機(jī)制仍需后續(xù)的實(shí)驗(yàn)證據(jù)支持。

5 展望

黏連蛋白對(duì)于基因組穩(wěn)定性起著不可或缺的作用，但對(duì)于黏連蛋白的研究仍存在許多問(wèn)題和挑戰(zhàn)。黏連蛋白的三維結(jié)構(gòu)處于動(dòng)態(tài)變化的過(guò)程，并與ATP、DNA以及各種調(diào)控因子的結(jié)合與解離相關(guān)。目前，我們?nèi)圆磺宄诮閷?dǎo)姐妹染色體黏連以及基因組壓縮中，黏連蛋白分別如何與調(diào)節(jié)蛋白以及DNA互作，并發(fā)生何種相應(yīng)的構(gòu)象改變。雖然我們對(duì)黏連蛋白裝載DNA時(shí)的構(gòu)象有了初步了解，然而對(duì)于DNA如何進(jìn)入黏連蛋白環(huán)，以及WAPL和PDS5如何介導(dǎo)黏連蛋白解離的分子機(jī)制仍不清楚。WAPL和PDS5一方面促進(jìn)黏連蛋白從染色體上解離下來(lái)，另一方面對(duì)于染色質(zhì)結(jié)構(gòu)域邊界的維持以及會(huì)聚規(guī)則具有一定的貢獻(xiàn)[52,96]。這二者之間是如何協(xié)調(diào)的？作為結(jié)合染色質(zhì)結(jié)構(gòu)域邊界元素的重要因子，CTCF是如何行使該功能的？黏連蛋白與CTCF可以調(diào)控特定基因的轉(zhuǎn)錄，這又是如何發(fā)生的？更重要的是，黏連蛋白亞基以及NIPBL的突變與多種癌癥以及遺傳性疾病包括德朗熱綜合征的發(fā)生相關(guān)[42,97-99]，這又是怎樣引起的？這些問(wèn)題的解答將加深理解黏連蛋白的功能機(jī)制以及相關(guān)疾病的發(fā)生機(jī)理，并有助于尋找新的疾病診治策略。