В Университете Канадзавы засняли, как комплекс Smc5/6 связывает ДНК, в опытах in vitro

Исследователи из Университета Канадзавы и Национального института генетики Японии с помощью высокоскоростной атомно-силовой микроскопии (HS-AFM) проследили за комплексом Smc5/6 на ДНК. Работа Кэнъити Умэды, Юмико Куроквы, Нориыуки Кодэры и Ясуто Мурайамы опубликована в Nature Communications 17, 10398 (2026) doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗. На изображениях различимы отдельные домены комплекса на субмолекулярном уровне doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗.

Как Smc5/6 удерживает ДНК

SMC-комплексы — кольцевые АТФазы, которые удерживают вместе отдельные участки ДНК и регулируют структуру и функции хромосом. Динамика связывания и обработки ДНК у них до сих пор плохо изучена doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗. Команда работала с очищенным Smc5/6 почкующихся дрожжей в контролируемых лабораторных условиях.

По данным авторов, Smc5/6 с АТФ устойчиво связывает ДНК через головной АТФазный домен. После гидролиза АТФ ДНК оказывается захвачена внутри SMC-компартмента и расположена вокруг противоположного шарнирного домена doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗. Эти два состояния соответствуют режимам связывания головой и шарниром, показанным на изображениях.

Комплекс принимал и две формы. В одной две длинные «руки» лежали рядом, и структура напоминала букву I. В другой руки расходились в открытую структуру, похожую на букву O. Переход между формами зависел от АТФ, а связывание АТФ способствовало открытой конфигурации.

Сшивка и уплотнение ДНК

Smc5/6 топологически захватывает два участка ДНК вместе — этот процесс называют сшивкой ДНК (tethering) doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗. Комплекс также стабилизирует структуры скручивания ДНК и способствует её уплотнению doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗. При взаимодействии с закрученной ДНК она занимала меньшую площадь, чем ДНК без комплекса.

«Наблюдая отдельные структуры Smc5/6 при взаимодействии с ДНК, мы видели, как изменения их формы связаны с разными способами захвата и удержания ДНК», — сказал Кэнъити Умэда из Университета Канадзавы.

Авторы называют результат наглядной демонстрацией того, как SMC-комплекс использует кольцевую архитектуру для разных режимов связывания ДНК doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗.

Границы эксперимента

Работа выполнена на очищенных Smc5/6 и ДНК вне живых клеток. Поэтому изображения показывают молекулярные взаимодействия в контролируемых условиях и не устанавливают напрямую каждый этап работы Smc5/6 внутри клетки. Исследование относится к фундаментальной молекулярной биологии и не демонстрирует лечения или клинического применения.