關(guān)閉DNA復(fù)制周期

DNA復(fù)制對于生物體忠實(shí)地從父母細(xì)胞向子細(xì)胞傳遞遺傳信息至關(guān)重要。許多蛋白質(zhì)組裝在親本DNA上以作為復(fù)制機(jī)制。其中有一種稱為PCNA(增殖細(xì)胞核抗原)的環(huán)狀分子，它在DNA復(fù)制過程中包圍著染色體。將其加載到DNA上后，PCNA募集其他蛋白質(zhì)以復(fù)制親本DNA。PCNA與DNA的穩(wěn)定連接使其成為許多復(fù)制機(jī)器的重要平臺(tái)。

當(dāng)DNA合成完成時(shí)，必須從DNA中除去PCNA。盡管PCNA卸載對于維持基因組穩(wěn)定性至關(guān)重要，但該機(jī)制仍不清楚。這項(xiàng)研究發(fā)表在Nature Communications上，提出了一種在DNA復(fù)制過程中調(diào)節(jié)PCNA循環(huán)的機(jī)制。

已經(jīng)知道稱為RFC(復(fù)制因子-C)的蛋白質(zhì)復(fù)合物打開PCNA環(huán)并在DNA合成之前將其加載到線性DNA分子上。到目前為止，科學(xué)家們一直認(rèn)為RFC還可以卸載PCNA。然而，研究人員提出另一種稱為ATAD5-RLC(ATAD5-RFC-Like-Complex)的蛋白質(zhì)復(fù)合物，具有與RFC類似的結(jié)構(gòu)，可能是PCNA卸載的候選者。研究結(jié)果表明，ATAD5-RLC實(shí)際上是一種真正的PCNA卸載器 - 即使PCNA因復(fù)制壓力和DNA損傷而被修改。

在這項(xiàng)研究中，科學(xué)家們表明，兩種結(jié)構(gòu)相關(guān)的復(fù)合物在PCNA-DNA結(jié)合中起著不同的作用。RFC加載PCNA以啟動(dòng)DNA合成，ATAD5-RLC卸載PCNA以終止DNA復(fù)制和修復(fù)。由于PCNA的卸載與染色質(zhì)組裝密切相關(guān)，本研究將成為未來研究復(fù)制終止與表觀遺傳信息維持之間關(guān)系的基礎(chǔ)?？茖W(xué)家們還確定了ATAD5中的關(guān)鍵圖案，這些圖案使蛋白質(zhì)復(fù)合物成為PCNA卸載器，并揭示了PCNA加載和卸載過程之間的機(jī)械差異。“從功能上剖析ATAD5并凈化活性ATAD5-RLC至關(guān)重要，”基礎(chǔ)科學(xué)研究所(IBS)的相應(yīng)作者Sukhyun Kang說。“建立體外重建系統(tǒng)使我們能夠進(jìn)行PCNA卸載的機(jī)械研究。”

IBS的高級(jí)作者Kyungjae Myung認(rèn)為，這項(xiàng)研究是了解復(fù)制終止的監(jiān)管機(jī)制的重要一步。“由于復(fù)制機(jī)器的不受控制的拆卸導(dǎo)致基因組不穩(wěn)定，可能導(dǎo)致細(xì)胞轉(zhuǎn)化，我們的研究將有助于制定癌癥治療策略，”Myung建議道。

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