Dna{1}}RPA 복합체에 의한 단일 가닥 DNA 소화를 위한 새로운 모델
Mar 28, 2022
연락처: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 이메일:audrey.hu@wecistanche.com
단일 가닥 DNA(ssDNA)는 종종 DNA 대사 경로의 중간체로 발생합니다. 단일 가닥 DNA 결합 단백질 RPA는 단일 가닥 DNA의 무결성을 보호할 뿐만 아니라 단일 가닥 DNA 중간체의 다운스트림 인자 신호 전달 또는 복구를 지시합니다. 그러나 이러한 효소/인자가 ssDNA에 대해 RPA와 어떻게 경쟁하는지 불분명합니다.
2022년 1월 18일, 북경 대학의 Qi Zhi와 인디애나 대학의 Hengyao Niu는 Nature Communications에 "Dna2-RPA 앙상블에 의한 진행 ssDNA 소화 메커니즘 해독"이라는 연구 논문을 공동으로 발표했습니다. 연구는 효모 Saccharomyces cerevisiae를 기반으로 합니다. 모델 시스템에서 이 연구는 DNA 복제 및 복구를 위한 핵심 뉴클레아제인 Dna2가 시스 및 트랜스 모두에서 RPA와 상호작용한다는 것을 발견했습니다.
cis-활성은 RPA를 Dna{1}}촉매된 ssDNA 절단의 프로세스 단위로 만들고 RPA는 결합된 ssDNA를 Dna2에 전달합니다. 반면에, trans-acting 활성은 Dna2의 산성 플라크에 의해 매개되어 최적이 아닌 RPA로 작용하거나 DNA 2차 구조를 극복할 수 있습니다. transactivation 모드는 세포 생존에 필요하지 않지만 효율적인 DSB(이중 가닥 파손) 복구에 필요합니다. 결론적으로, 이 연구는 Dna{7}}RPA 복합체에 의한 단일 가닥 DNA의 소화를 위한 새로운 모델을 제안하며, 이는 RPA의 생물학적 기능을 더욱 개선합니다.
시스탄치 효능: 면역력 향상
단일 가닥 DNA(ssDNA)는 DNA 복제 및 복구의 일반적인 중간체입니다. DNA 복제 동안 ssDNA는 지연 가닥 합성을 위한 주형으로 잠깐 노출되며 지연 가닥 성숙 중에 제거해야 하는 5'-플랩 DNA를 포함합니다. 불일치 복구, 뉴클레오티드 절단 복구 및 장거리 염기 절단 복구에서 병변 제거는 또한 간격 채우기 복구가 필요한 단일 가닥 DNA 중간체를 생성합니다. 상동 재조합(HR) 동안 이중 가닥 절단(DSB)의 핵 절단은 3'-ssDNA를 생성하여 RAD51-촉진된 상동성 검색 및 가닥 교환을 가능하게 합니다.
진핵생물에서 복제 단백질 A(RPA)는 ssDNA를 쉽게 점유하고 핵분해 공격으로부터 보호하며 손상 복구에 관여하는 효소를 지시합니다. RPA 코팅된 ssDNA는 또한 DNA 손상 부위를 표시하고 ATR/Mec{1}}의존적 DNA 복제 및 DNA 손상 체크포인트를 트리거합니다. 따라서 후속 가닥 성숙 동안 형성된 5'-플랩 DNA와 같은 RPA 코팅된 단일 가닥 DNA를 제거하지 못하면 세포 주기 연장 및 세포 사멸이 발생할 수 있습니다. RPA 코팅된 ssDNA 중간체의 제거는 DNA 중합효소 촉매 이중체 생성 또는 RAD51 재조합효소와 같은 다운스트림 복구 인자로 교체하여 수행할 수 있습니다. 또한, 진화적으로 보존된 DNA2 엔도뉴클레아제는 개방된 5' 말단에서 RPA 코팅된 ssDNA를 제거하는 독특한 방법을 제공합니다.
후속 가닥 합성 동안 Dna2는 RPA 코팅된 긴 5'-플랩 DNA를 제거하고 Fen1 뉴클레아제가 후속 가닥 성숙을 추가로 완료할 수 있도록 합니다. Dna2의 이 기능은 효모 생존에 중요합니다. 그러나 Dna2 돌연변이체의 치사율은 DNA 복제 체크포인트 또는 후속 가닥 합성 DNA 동안 긴 5'-플랩의 형성을 담당하는 5'에서 3' DNA 헬리카제인 Pif1의 비활성화에 의해 구제될 수 있습니다. DNA 복제 외에도 Dna2는 DSB 처리를 끝내기 위해 SGS1 헬리카제에 의해 풀린 RPA 코팅된 5'-플랩 DNA를 소화함으로써 DSB 복구에 중요한 역할을 합니다. SGS{17}}Dna2 쌍은 Mre{21}}Rad{22}}Xrs2(MRX) 및 Sae29의 작용 하에 Exo1 뉴클레아제의 대안으로 DSB의 장거리 절단을 촉매합니다.
시스탄체 튜불로사DNA 복구를 위해
이 연구는 RPA가 수동적으로 작용하지 않고 대신 게이팅 메커니즘을 사용하여 Dna2 뉴클레아제의 활성 단위로 기능한다는 증거를 제공하기 위해 생화학적, 단일 분자 및 유전적 접근을 결합합니다. 이 프레임워크 내에서 RPA는 결합된 ssDNA를 Dna2, RPA 및 5'-ssDNA에 의해 형성된 삼원 복합체에서 Dna2로 방출하도록 합니다.
이 연구는 또한 Dna2-RPA-ssDNA 앙상블의 Dna2가 다른 RPA 분자와 상호작용할 수 있도록 하는 Dna2와 RPA 사이의 바이모달 인터페이스에 의해 지원되는 trans-acting 요소를 밝혔습니다. DNA 2차 구조까지 전체 활동. 또한 이 연구는 DNA{5}}dna{6}}AC의 기능적 해리 돌연변이를 보고합니다. 이 돌연변이는 trans-acting 요소를 비활성화하고 세포 활동을 완전히 지원하지만 DSB 복구에 주요 결함을 초래할 수 있습니다. 크리티컬 재결합 중간 제품의 분해 실패.
결론적으로, 이 연구는 Dna{1}}RPA 복합체에 의한 단일 가닥 DNA의 소화를 위한 새로운 모델을 제안하며, 이는 RPA의 생물학적 기능을 더욱 개선합니다.
참조 정보: https://www.nature.com/articles/s41467-021-27940-y
참고: 전통 중국 약초 cistanche("용 허브" 및 "사막 인삼"이라고도 함)는 건조하고 따뜻한 사막에서만 자랍니다. 9가지 불후의 허브 중 하나인 시스탄체(cistanche tubulosa/cistanche Deserticola/desertliving cistanche/cistanche salsa)에는 에키나코사이드, 악테오사이드, 총페닐에타노이드 배당체, 플라보노이드, 다당류 등의 유효성분이 풍부하게 함유되어 이러한 귀한 유효성분을 시스탄으로 만듭니다. 사람의 면역, 내장, 뇌 세포 및 신경 세포 등을 위한 영양 허브 및 식품 재료. 현대 약리학 연구는 시스탄체(시스탄체의 효능)의 다음 효과를 확인했습니다. 성 기능과 신장 기능을 개선합니다. 피로 방지; 노화 방지; 기억력 향상; 항파킨슨병; 항알츠하이머병; 항산화; 쉬운 변비; 항염증; 뼈 성장 촉진, 피부 미백; 간 보호; 등.
