2020年12月8日,生研院黄俊实验室在Molecular Cell杂志上在线发表了题为“The ZATT-TOP2A-PICH axis drives extensive replication fork reversal to promote genome stability”的研究文章。该研究揭示了复制叉翻转(Fork reversal)过程中通过ZATT-TOP2A-PICH轴调控复制叉进一步翻转的分子机制,提出了复制叉翻转的两步调控模型。
DNA的精确复制对于维持基因组稳定性至关重要。然而复制叉时常会遭受来自细胞内外的复制压力而停滞,如果无法及时重新起始,将造成复制叉崩塌,影响基因组稳定性甚至导致细胞死亡。1976年Higgins N. Patrick等人在研究复制相关的损伤修复时,在哺乳动物细胞中观察到了一种Holliday Junction的结构。他们猜测该结构形成的原因是复制叉停滞后,两条新合成的DNA子链与亲代DNA链解开后发生退火而翻转,进而将正常的复制叉结构重塑成Holliday Junction结构(图一),该过程也被称为复制叉翻转。由于Holliday Junction结构的形状与鸡爪相似,生物化学教科书中也通常将其称为“鸡爪结构(chicken foot)”。受检测技术的限制,直到2002年José M. Sogo等人才在检验点缺陷的酵母细胞中观察到“鸡爪结构”,“鸡爪结构”也因此被认为是复制失败的副产物,其生理意义一直存在争议。近年来研究表明,在高等真核生物细胞中,复制叉翻转是由PARP1介导的应对复制压力的关键调控机制,酵母中由于缺乏PARP基因,因而在正常生理条件下极少能够观察到“鸡爪结构”的存在。
图一:新合成的链与亲代DNA链解开产生拓扑张力
该研究首次提出了“鸡爪结构”是通过两步级联反应而形成的新模型(图一)。第一步,在复制叉遭遇复制压力时,复制叉发生停滞,由转位酶HLTF、ZRANB3、SMARCAL1等蛋白催化复制叉的初始翻转,同时在复制叉后方新合成的DNA双链上产生拓扑张力;第二步,拓扑异构酶TOP2A释放拓扑张力,并通过SUMO化修饰招募转位酶PICH促进复制叉的深度翻转。进一步的功能研究表明,复制叉的深度翻转对于维持基因组稳定性至关重要。
黄俊博士实验室的博士研究生田甜、卜敏、陈旭、丁林丽和阳玉兰为论文共同第一作者,黄俊教授为通讯作者。该研究工作也得到了北京大学李晴教授的大力支持。该研究受到国家科技部重点研发计划、国家自然科学基金、霍英东青年教师基金等项目的资助。
原文链接:https://doi.org/10.1016/j.molcel.2020.11.007
删除或更新信息,请邮件至freekaoyan#163.com(#换成@)
生研院黄俊课题组在Molecular Cell杂志发表论文提出DNA复制过程中“鸡爪结构”形成的新模型
本站小编 Free考研考试/2021-04-05
相关话题/结构 细胞 生理 实验室 博士研究生
生研院任艾明实验室在Nucleic Acids Research报道新型核开关NAD+核开关三维结构及调控机制
2020年11月11日,我院任艾明课题组与奥地利因斯布鲁克大学RonaldMicura教授课题组合作在NucleicAcidsResearch杂志上发表题为“StructuraldistinctionsbetweenNAD+riboswitchdomains1and2determinediffere ...浙江大学通知公告 本站小编 Free考研考试 2021-04-05胡薇薇、陈忠教授团队在Cell Reports发文揭示小胶质细胞在复杂性热惊厥中发挥保护作用的新机制
11月3日,浙江大学基础医学院/附属二院胡薇薇教授和药学院陈忠教授团队在CellReports在线发表了题为“MicroglialdisplacementofGABAergicsynapsesisaprotectiveeventduringcomplexfebrileseizure”的研究论文,他们 ...浙江大学通知公告 本站小编 Free考研考试 2021-04-05欧阳宏伟、陈晓教授团队合作利用单细胞转录组测序技术发现了全新的肌肉骨骼系统干细胞亚群
肌肉骨骼系统是人类生活和运动的基本结构,占人体70%。随着运动的普及,肌肉骨骼系统的疾病和损伤日益增加,其难治性损伤,如软骨缺损,肌腱断裂,肌腱炎、骨折不愈合等,严重影响着人们的生活质量,但目前仍缺乏有效的治疗手段。干细胞是具有自我更新能力的多能细胞,能够向组织中各个谱系分化,是损伤后稳态维持和组织 ...浙江大学通知公告 本站小编 Free考研考试 2021-04-05生科院植物所刘建祥课题组Molecular Plant综述植物细胞器蛋白稳态调控分子机制
2020年10月30日,MolecularPlant杂志在线发表了来自浙江大学生命科学学院植物生物学研究所刘建祥教授为通讯作者的综述论文,题为“ProteinQualityControlinPlantOrganelles:CurrentProgressandFuturePerspectives”。该 ...浙江大学通知公告 本站小编 Free考研考试 2021-04-05生科院程磊实验室在Science Advances发表论文
自工业革命以来,人类活动不断推动对化石燃料消耗、加速森林砍伐步伐、提升对人工合成氨需求,进而导致温室气体排放持续增加,改变大气化学组成,全球气候正发生显著变化。全球气候变化一方面导致冰川消融、海平面上升、极端气候频发,严重威胁人类赖以生存的生态系统;另一方面,气候变化可能深刻改变生态系统的结构和功能 ...浙江大学通知公告 本站小编 Free考研考试 2021-04-05刘冲课题组揭示原癌状态和细胞身份共同决定胶质瘤细胞对IGF1R靶向治疗的敏感性
胶质母细胞瘤是中枢神经系统最恶性的肿瘤之一,目前无有效的治疗手段。靶向治疗概念的提出,为包括胶质瘤在内的恶性肿瘤的治疗提供了新的思路。然而,一个真正有效的癌症治疗靶点,不仅需要高效阻止癌症细胞的生长,还需要最小程度的影响体内的正常细胞。尽管很多靶向治疗药物报道了其对胶质瘤的抑制作用,但其在体内的靶向 ...浙江大学通知公告 本站小编 Free考研考试 2021-04-05农学院杨景华教授发现细胞质雄性不育系育性转换的“开关”机制
近日,国际知名杂志PlantCell&Environment在线发表了浙江大学农业与生物技术学院杨景华教授题为“MutSHOMOLOG1mediatesfertilityreversionviaORF220substoichiometricshiftingfromcytoplasmicmaleste ...浙江大学通知公告 本站小编 Free考研考试 2021-04-05韩晓平、黄河、郭国骥团队合作发表最大规模急性髓系白血病单细胞图谱
白血病,是起源于造血干细胞的恶性克隆性疾病,其发病率和死亡率均较高,位列我国恶性肿瘤死亡率第6位。急性髓系白血病(AML)是成年人最常见的急性白血病,不同患者预后差异很大,基因表达模式复杂,异质性大。单细胞测序分析,未研究疾病细胞异质性提供了新策略。浙江大学基础医学院的韩晓平\郭国骥合作团队,长期致 ...浙江大学通知公告 本站小编 Free考研考试 2021-04-05生化所金勇丰课题组在PNAS发表论文揭示螯肢动物sDscam介导细胞识别的分子机制
2020年9月22日,生命科学学院生化所金勇丰教授课题组在《美国科学院院报》(PNAS)上在线发表了题为“CheliceratasDscamisoformscombinehomophilicspecificitiestodefineuniquecellrecognition”的研究论文。该研究报道了 ...浙江大学通知公告 本站小编 Free考研考试 2021-04-05虞燕琴教授和段树民院士团队在《eLife》发表论文揭示星形胶质细胞调控恐惧记忆的新机制
2020年9月1日,浙江大学脑科学与脑医学学院虞燕琴教授和段树民教授团队在eLife期刊发表题为“ActivationofAstrocytesinHippocampusDecreasesFearMemorythroughAdenosineA1Receptors”的研究论文(DOI:10.7554/e ...浙江大学通知公告 本站小编 Free考研考试 2021-04-05