图 SMC复合物调控染色质三维结构的分子机制示意图

　　在国家自然科学基金项目（批准号：22203055、22403068、32100422）等资助下，深圳湾实验室张浩岳团队与黄恺团队合作，在基因组折叠机制研究方面取得新进展。该团队创新性地结合组学实验与高分子物理模拟方法，成功揭示了染色体结构维持复合物（SMC）在基因组高级结构重塑中的复杂协作与拮抗机制。这一研究成果以“Extensive mutual influences of SMC complexes shape 3D genome folding”为题，于2025年2月26日发表于学术期刊《自然》（Nature）上。文章链接：https://www.nature.com/articles/s41586-025-08638-3。

　　SMC复合物是维持染色质结构稳定、确保基因组功能的重要“分子机器”，主要包括黏连蛋白和凝缩蛋白两大类。尽管科学家们已经知道不同的SMC复合物在染色质折叠中发挥着各自的作用，但它们如何在染色质上共存并相互影响，一直是困扰学术界的重要科学问题。

　　上述研究团队将三维基因组实验与高分子物理模拟相结合，首次系统揭示了SMC复合物在染色质上的动态行为及其对基因组高级结构的影响。研究发现，在细胞分裂前的关键阶段，黏连蛋白与凝缩蛋白之间存在显著的竞争关系：黏连蛋白通过抑制凝缩蛋白对染色质的螺旋化，显著延缓了染色体的轴向收缩过程。研究团队进一步对黏连蛋白的两种亚型展开深入研究，通过染色质高分子粗粒化模型测试了亚型间的多种可能互作规则。实验和理论模拟一致表明，内聚型黏连蛋白本身并不具备环挤压能力，其在基因组中的定位依赖于挤压型黏连蛋白的推挤，并在染色质环扩展过程中发挥“刹车片”作用，有效减缓环的扩张速度。两种黏连蛋白亚型之间的配合增强了染色质拓扑关联域内的基因组互作。

　　上述团队系统揭示了多种SMC复合物在染色质上的互作规则，不仅为理解基因组的工作原理提供了重要的理论基础，也为相关疾病的机制研究和治疗策略开发开辟了新的思路。