Live imaging of DNA loop extrusion To spatially organize chromosomes, ring-shaped protein complexes including condensin and cohesin have been hypothesized to extrude DNA loops. Condensin has been shown to exhibit a DNA-translocating motor function, but extrusion has not been observed directly. Using single-molecule imaging, Ganji et al. visualized in real time a condensin-mediated, adenosine triphosphate-dependent, fast DNA loop extrusion process. Loop extrusion occurred asymmetrically, with condensin reeling in only one end of the DNA. These data provide unambiguous evidence of a loop extrusion mechanism for chromosome organization. Science, this issue p. 102 Single-molecule imaging supports a loop extrusion mechanism for the spatial organization of chromosomes. It has been hypothesized that SMC protein complexes such as condensin and cohesin spatially organize chromosomes by extruding DNA into large loops. We directly visualized the formation and processive extension of DNA loops by yeast condensin in real time. Our findings constitute unambiguous evidence for loop extrusion. We observed that a single condensin complex is able to extrude tens of kilobase pairs of DNA at a force-dependent speed of up to 1500 base pairs per second, using the energy of adenosine triphosphate hydrolysis. Condensin-induced loop extrusion was strictly asymmetric, which demonstrates that condensin anchors onto DNA and reels it in from only one side. Active DNA loop extrusion by SMC complexes may provide the universal unifying principle for genome organization.

中文翻译：

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凝聚素对 DNA 环挤出的实时成像

DNA 环挤出的实时成像为了在空间上组织染色体，已经假设包括凝聚素和粘连蛋白在内的环形蛋白质复合物可以挤出 DNA 环。Condensin 已被证明表现出 DNA 易位运动功能，但尚未直接观察到挤出。Ganji 等人使用单分子成像。实时可视化凝聚素介导的、依赖三磷酸腺苷的快速 DNA 环挤出过程。环挤出不对称地发生，凝聚素仅在 DNA 的一端卷曲。这些数据为染色体组织的环挤出机制提供了明确的证据。科学，这个问题 p。102 单分子成像支持染色体空间组织的环状挤压机制。已经假设 SMC 蛋白质复合物如凝聚素和黏附素通过将 DNA 挤压成大环来空间组织染色体。我们直接实时可视化了酵母凝聚素对 DNA 环的形成和持续延伸。我们的发现构成了环挤出的明确证据。我们观察到，使用三磷酸腺苷水解的能量，单个凝聚素复合物能够以高达每秒 1500 个碱基对的力依赖速度挤出数十千碱基对的 DNA。凝聚素诱导的环挤出是严格不对称的，这表明凝聚素锚定在 DNA 上并仅从一侧卷入。SMC 复合物的活性 DNA 环挤出可能为基因组组织提供通用的统一原则。我们直接实时可视化了酵母凝聚素对 DNA 环的形成和持续延伸。我们的发现构成了环挤出的明确证据。我们观察到，使用三磷酸腺苷水解的能量，单个凝聚素复合物能够以高达每秒 1500 个碱基对的力依赖速度挤出数十千碱基对的 DNA。凝聚素诱导的环挤出是严格不对称的，这表明凝聚素锚定在 DNA 上并仅从一侧卷入。SMC 复合物的活性 DNA 环挤出可能为基因组组织提供通用的统一原则。我们直接实时可视化了酵母凝聚素对 DNA 环的形成和持续延伸。我们的发现构成了环挤出的明确证据。我们观察到，使用三磷酸腺苷水解的能量，单个凝聚素复合物能够以高达每秒 1500 个碱基对的力依赖速度挤出数十千碱基对的 DNA。凝聚素诱导的环挤出是严格不对称的，这表明凝聚素锚定在 DNA 上并仅从一侧卷入。SMC 复合物的活性 DNA 环挤出可能为基因组组织提供通用的统一原则。我们观察到，使用三磷酸腺苷水解的能量，单个凝聚素复合物能够以高达每秒 1500 个碱基对的力依赖速度挤出数十千碱基对的 DNA。凝聚素诱导的环挤出是严格不对称的，这表明凝聚素锚定在 DNA 上并仅从一侧卷入。SMC 复合物的活性 DNA 环挤出可能为基因组组织提供通用的统一原则。我们观察到，使用三磷酸腺苷水解的能量，单个凝聚素复合物能够以高达每秒 1500 个碱基对的力依赖速度挤出数十千碱基对的 DNA。凝聚素诱导的环挤出是严格不对称的，这表明凝聚素锚定在 DNA 上并仅从一侧卷入。SMC 复合物的活性 DNA 环挤出可能为基因组组织提供通用的统一原则。