Todo o material gena´mico de uma canãlula deve ser empacotado em um minaºsculo núcleo celular de tal forma que, por um lado, possa ser armazenado de forma organizada e, por outro, possa ser transcrito, duplicado ou reparado como precisava. Diferentes protea­nas são responsa¡veis ​​pelo empacotamento com economia de Espaço, que pode enrolar ou fazer um loop no DNA. Os cientistas Kikua« Tachibana e Karl Duderstadt do Instituto Max Planck de Bioquímica em Martinsried estãoinvestigando a tarefa e função exatas dessas ma¡quinas moleculares. Eles descobriram que o complexo MCM desempenha um papel importante na restrição da formação de ala§as de DNA e, portanto, na estrutura tridimensional do genoma e na regulação do gene.

Uma molanãcula de DNA tem cerca de dois metros de comprimento e ainda precisa ser empacotada em um minaºsculo núcleo de canãlula. Um núcleo de canãlula tem aproximadamente o tamanho de uma parta­cula de toner de uma impressora ou uma parta­cula de poeira fina. Como funciona? Como a informação genanãtica pode ser armazenada e empacotada por um lado, mas lida por outro? Como écolocado em loops? Empacotar e desembalar também são processos dina¢micos que devem ser executados de forma rápida e suave.

Agora Kikua« Tachibana, nova diretora do departamento "Totipotaªncia" do Instituto Max Planck de Bioquímica, e sua equipe descobriram que um complexo de protea­nas conhecido por sua função na replicação do DNA tem um papel inesperado no dobramento do genoma. "Durante um simpa³sio em nosso instituto, surgiu que meu novo colega Karl Duderstadt e eu compartilhamos um interesse comum. Decidimos unir forças para usar abordagens complementares para investigar essas observações iniciais em umnívelmecanicista." Karl Duderstadt échefe do grupo de pesquisa "Estrutura e Dina¢mica de Ma¡quinas Moleculares".

Neste estudo atual, eles já identificaram em conjunto o complexo de manutenção do minicromossomo (MCM) como uma nova classe de barreiras na formação de ala§as de DNA. No processo de formação da ala§a de DNA , também chamado de extrusão de ala§a, três protea­nas ou complexos proteicos estãoenvolvidos principalmente: primeiro a coesina, segundo a protea­na dedo de zinco CTCF e terceiro o complexo MCM. A coesina se liga ao DNA e inicia a formação de uma ala§a. A coesina enrola o DNA e isso resulta no crescimento progressivo de uma ala§a.

A extrusão de ala§a para quando a coesina encontra a protea­na CTCF ligada ao DNA, que era a única barreira de extrusão de ala§a conhecida antes deste trabalho. "Embora os detalhes sejam diferentes, pode-se imaginar que éum pouco como colocar um anel em uma fita e passar a fita pelo anel, que permanece na base do laa§o", diz Matthias Scherr, co-autor do estudo. . Kikua« Tachibana explica: "Ao contra¡rio do CTCF, que éuma barreira especa­fica de vertebrados, os MCMs são conservados em eucariotos e archaea. Portanto, éfascinante considerar que isso pode ser uma barreira ancestral a  extrusão de ala§as". O trabalho levanta a possibilidade de que os encontros de complexos de coesina de extrusão de ala§a com complexos de MCM sejam parte de um mecanismo fundamental que organiza o dobramento do genoma de uma ampla variedade de organismos.

Karl Duderstadt resume: "Nossa descoberta são foi possí­vel atravanãs da formação de uma equipe internacional incra­vel com experiência em uma ampla gama de áreas. Este trabalho éuma prova do que épossí­vel quando vocêconstra³i pontes entre os campos. Estou convencido de que muitas outras surpresas são reservado para nosa  medida que exploramos mais profundamente a rede de interações que controlam a organização dos cromossomos."

O estudo foi publicado na Nature.