SMC蛋白是新近發(fā)現(xiàn)的一種重要的染色體非組蛋白，研究發(fā)現(xiàn)SMC蛋白在大多數(shù)生物中普遍存在，而且SMC蛋白在有絲分裂染色體集縮中起著非常重要的作用。最新一期（1月14日）Cell雜志特別介紹了這種蛋白復合物，介紹文章將分成兩部分進行，分別為SMC蛋白復合物I，以及SMC蛋白復合物II，具體介紹了它們在細胞周期的不同階段的作用。

一個成年認大概有500000億個細胞構(gòu)成，每天有1%的細胞死亡并被細胞分裂形成的新細胞取代。為了確保細胞的存活和控制這些新細胞的生長，儲存在DNA分子中的遺傳信息必須被正確拷貝，然后精確地在細胞分裂過程中分配。而且，為了徹底保證新細胞含有與親代細胞相同的遺傳信息，對DNA的任何損傷都需要被修復。

癌細胞通常會出現(xiàn)染色體的異常，這與DNA的大量拷貝、分離或修復有關(guān)。了解維持基因組穩(wěn)定性的正常機制使我們能夠更好地了解癌癥中到底是什么出了錯。

在真核生物細胞分裂過程中，染色體修復和分配的關(guān)鍵是三種相互聯(lián)系的蛋白質(zhì)復合體：Cohesin, Condensin, 和染色體結(jié)構(gòu)維持蛋白復合物（structural maintenance of chromosome，SMC）。

其中cohesin復合物能使DNA拷貝在一起并使它們不會過早地分離；condensin復合物則使染色體更緊湊，從而使分離過程更容易進行。而SMC5/6復合物能結(jié)合到被研究人員刻意損壞的DNA鏈位點上，這意味著它與修復過程有直接的關(guān)系。而且Smc5/6復合物似乎還是細胞分裂前解開未受損的染色體所必須的。

如果這種在DNA復制過程中形成的糾結(jié)不解開，那么染色體就不能被分離并達到兩個子細胞中。與修復過程中的情況相似，Smc5/6復合體能直接與DNA分子相互作用，從而解開這些纏繞。

近年來關(guān)于SMC的研究成果越來越多，比如來自瑞典卡羅琳學院的研究人員在釀酒酵母細胞上針對DNA復制過程進行了深入研究，他們發(fā)現(xiàn)Smc5/6蛋白質(zhì)復合體在細胞分裂間期染色體復制過程中發(fā)揮了幫助釋放DNA分子生成的扭轉(zhuǎn)應力的重要作用。

在染色體的復制過程中，DNA雙鏈首先解開，形成復制叉，并以親代DNA為模板復制形成互補的DNA子鏈。由于復制叉前端區(qū)域的親代DNA分子常常會形成正超螺旋而產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)應力。如果不消除這一應力，則可能導致DNA復制延遲或是終止，進而導致腫瘤發(fā)生或細胞死亡。在這個過程中，Smc5/6發(fā)揮了釋放扭轉(zhuǎn)應力的作用。

還有研究人員利用新型技術(shù)，揭示了細胞內(nèi)的分子機器像攀巖者尋找搭手一樣抓住DNA來重塑遺傳物質(zhì)的機制。

他們利用激光生成了接近單細胞的非常明亮的斑點。加上熒光標記，這一“聚光燈”使得研究人員有可能快速成像細胞的內(nèi)部運作，從而觀察到存在DNA的情況下內(nèi)部分子機器是如何改變大小、形狀和結(jié)構(gòu)的，研究人員發(fā)現(xiàn)SMC與一個大家族分子的作用原理相似，這些分子充當小馬達發(fā)揮各種功能，運輸細胞內(nèi)的重要物質(zhì)使得肌肉收縮。

此外，SMC也參與了出版重編程過程：SMC1所支配的染色質(zhì)內(nèi)袢環(huán)（Intrachromosomal Looping）是細胞重編程過程中激活內(nèi)源性多能基因的必要條件。

這一研究結(jié)果表明SMC1支配的染色質(zhì)內(nèi)袢環(huán)對激活內(nèi)源性多能基因起重要作用，從而為我們揭示了體細胞重編程誘導多能性一個新的關(guān)鍵性的表觀遺傳路障。