关闭DNA复制周期
DNA复制对于生物体忠实地从父母细胞向子细胞传递遗传信息至关重要。许多蛋白质组装在亲本DNA上以作为复制机制。其中有一种称为PCNA(增殖细胞核抗原)的环状分子,它在DNA复制过程中包围着染色体。将其加载到DNA上后,PCNA募集其他蛋白质以复制亲本DNA。PCNA与DNA的稳定连接使其成为许多复制机器的重要平台。
当DNA合成完成时,必须从DNA中除去PCNA。尽管PCNA卸载对于维持基因组稳定性至关重要,但该机制仍不清楚。这项研究发表在Nature Communications上,提出了一种在DNA复制过程中调节PCNA循环的机制。
已经知道称为RFC(复制因子-C)的蛋白质复合物打开PCNA环并在DNA合成之前将其加载到线性DNA分子上。到目前为止,科学家们一直认为RFC还可以卸载PCNA。然而,研究人员提出另一种称为ATAD5-RLC(ATAD5-RFC-Like-Complex)的蛋白质复合物,具有与RFC类似的结构,可能是PCNA卸载的候选者。研究结果表明,ATAD5-RLC实际上是一种真正的PCNA卸载器 - 即使PCNA因复制压力和DNA损伤而被修改。
在这项研究中,科学家们表明,两种结构相关的复合物在PCNA-DNA结合中起着不同的作用。RFC加载PCNA以启动DNA合成,ATAD5-RLC卸载PCNA以终止DNA复制和修复。由于PCNA的卸载与染色质组装密切相关,本研究将成为未来研究复制终止与表观遗传信息维持之间关系的基础。科学家们还确定了ATAD5中的关键图案,这些图案使蛋白质复合物成为PCNA卸载器,并揭示了PCNA加载和卸载过程之间的机械差异。“从功能上剖析ATAD5并净化活性ATAD5-RLC至关重要,”基础科学研究所(IBS)的相应作者Sukhyun Kang说。“建立体外重建系统使我们能够进行PCNA卸载的机械研究。”
IBS的高级作者Kyungjae Myung认为,这项研究是了解复制终止的监管机制的重要一步。“由于复制机器的不受控制的拆卸导致基因组不稳定,可能导致细胞转化,我们的研究将有助于制定癌症治疗策略,”Myung建议道。
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