非同源最终连接(NHEJ)因素在复制叉保护,重新启动和维修中。在这里,我们确定了一种与RNA相关的机制:在裂变酵母中建立NHEJ因子KU介导的障碍物的DNA杂种。rNase H活性促进新生的链降解和复制重新开始,RNase H2在处理RNA中的重要作用:DNA杂种以克服新生链降解的KU级杂种。rNase H2与MRN-CTP1轴合作,以KU的方式维持对复制应激的抗性。从机械上讲,新生链降解中RNAseH2的需求需要培养基活性,该活动允许建立KU级驻射击器exo1,而损害Okazaki碎片的成熟会加强KU驻式甲壳。最后,复制应力以原始酶依赖性方式诱导KU灶,并有利于KU结合与RNA:DNA杂交。我们提出了RNA的功能:DNA杂交源自冈崎片段的DNA杂交,以控制KU驻式核能指定核酸酶的要求,以使分叉切除。
代谢和DNA复制是生活中两个最基本的生物学功能。代谢的分解代谢分支分解了营养,以产生代谢的能量和前体,该能量由代谢分支用于合成大分子的代谢分支。DNA复制消耗了能量和前体,以忠实地复制基因组,从而一代地传播遗传物质。我们对支撑和调节这两种生物功能的机制有精致的理解。然而,将复制与代谢复制及其生物学功能的分子机制仍然未知。通过细胞周期动态变化对生物的营养刺激作出反应,并在广泛的生长条件下可重复地和明显地将DNA合成时间暂时性化,这是重要的,这在所有领域都具有广泛的含义。总结了建立复制代谢控制概念的开创性研究后,我们回顾了将代谢与从细菌到人类复制的复制联系在一起的数据。然后提出了基于这些联系的基于这些联系的分子见解,以提出复制的代谢控制使用信号系统齿轮代谢体稳态来协调复制时间的时间化。在该控制的突变体中发现的显着复制表型突出了其在复制调节以及潜在的遗传稳定性和肿瘤发生中的重要性。
摘要 DNA 复制过程需要与其他 DNA 代谢交易协调,最终必须扩展到整个基因组,无论染色质状态、基因表达、二级结构和 DNA 损伤如何。DNA 复制的完整性和准确性对于维持基因组完整性、限制正常细胞中的转化以及为增殖的癌细胞提供靶向机会至关重要。因此,DNA 复制与染色质动力学和 3D 基因组结构紧密协调,我们才刚刚开始了解其背后的分子机制。虽然最近已经发现了很多关于 DNA 复制起始如何在不同基因组区域和核区域(所谓的“DNA 复制程序”)中组织和调节的信息,但我们对正在进行的复制叉的延长以及特别是对复制障碍的反应如何受到局部核组织的影响知之甚少。此外,核结构的特定组成部分如何参与复制应激反应仍然难以捉摸。在这里,我们回顾了已知的机制和因素,这些机制和因素协调了复制起始和压力下的复制叉进展,重点关注将基因组组织和核结构与细胞对复制干扰的反应联系起来的最新证据,并强调了开放的问题和未来的挑战,以探索这一令人兴奋的新研究途径。
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DNA中的氮基碱包括腺嘌呤,鸟嘌呤和胞嘧啶,而RNA含有尿嘧啶而不是胸腺素。解旋启动DNA合成,而聚合酶是负责通过在生长链中添加核苷酸来复制DNA的主要酶。DNA的糖磷酸主链由磷酸二酯键一起保持。一个称为复制起源的特定序列是染色体上DNA合成的起点。DNA的双螺旋结构具有主要和次要凹槽,这对于其功能很重要。双螺旋的每个转弯都有这些凹槽,从而允许复制过程发生。在DNA复制过程中,氮基碱的正确配对对于维持遗传信息的完整性至关重要。此过程发生在细胞分裂之前,涉及DNA双螺旋的放松形成两个模板链。领先链是连续合成的,而滞后链则形成短片段,然后通过连接酶将其连接在一起。在复制位点形成Y形结构是过程中的重要一步。RNA或DNA的引物序列是DNA合成的模板,并且在复制完成后必须去除这些引物。参与DNA复制的键酶包括解旋酶,聚合酶和连接酶。旋转酶放松双螺旋,而聚合酶为生长链增添核苷酸。连接酶将滞后链的短片段连接在一起。连接5'和3'时,会形成磷酸酯主链。与DNA复制有关的一些重要术语包括前导链,滞后链,复制的起源和滑动夹具蛋白。DNA复制过程对于忠实地从一代细胞到下一个细胞的遗传信息传播至关重要。仅在RNA中发现的化合物被称为** uracil **,而** okazaki碎片**请参阅滞后链上的短段或片段。DNA的基本三维形状是A **双螺旋**结构,而RNA是单链,不稳定的,并且可以离开细胞核。基因由DNA组成,代表遗传的基本物理和功能单位。通过破坏弱氢键解解酶的酶称为**解旋酶**。平行但在相反方向的两个侧面称为**反平行**。嘧啶由单个碳环组成,而核苷酸由磷酸盐,糖和氮碱组成。DNA是双链,稳定的,并且保持在核内。根据夏尔加夫的统治,鸟嘌呤总是与胞嘧啶配对。核糖是RNA核苷酸中发现的糖,而脱氧核糖是DNA核苷酸中存在的5-碳糖。氢键将DNA的两条链组合在一起,** primase **是负责放下RNA底漆的酶。互补意味着一侧可以与另一侧配对或补充另一侧。由重复核苷酸制成的长聚合物称为DNA。五个氮基是腺嘌呤,鸟嘌呤,胸腺嘧啶,胞嘧啶和尿嘧啶。双螺旋的“主链”是磷酸骨架。** DNA聚合酶**是促催化DNA分子合成的酶中的一种酶。嘧啶衍生物包括三个氮基碱 - 尿嘧啶,胸腺嘧啶和胞嘧啶 - 它们是DNA和RNA的基础。复制涉及半守则复制,其中双螺旋分裂为两个不同的链。嘌呤分子由四个氮原子和六个碳原子组成。嘧啶由一个六元环和两个氮原子和四个碳原子组成。核苷酸是DNA和RNA的构件。** DNA解旋酶**是一种在DNA复制中起重要作用的酶,而氢键在解螺旋酶放松时会破裂。这是文本的重写版本:** DNA结构** DNA的基本构件是由重复核苷酸组成的长聚合物。这些氮碱分为两个主要群体:嘌呤(腺嘌呤,鸟嘌呤)和嘧啶(胸腺胺,胞嘧啶,尿嘧啶)。酶,例如DNA聚合酶,促进了DNA分子的合成。**复制过程**在半守保持复制期间,双螺旋分裂为两个单独的链。这些链充当新DNA合成的模板。该双螺旋的“骨干”由磷酸盐组组成。**核苷酸特征**嘌呤(例如腺嘌呤和鸟嘌呤)由一个六元环组成,带有四个氮原子和六个碳原子,而嘧啶(例如胸腺胺和细胞儿童)具有两个六氮环,具有两个六氮气,带有两个硝基原子和四个碳原子的环。核苷酸是DNA和RNA的基本单位。**涉及的酶** DNA解旋酶通过放开双螺旋在复制过程中起着至关重要的作用,这最终导致链分离。**氢键**作为解旋酶放松DNA链,核苷酸之间的氢键被损坏,从而使链分开。
a,示意图,显示了MCMBP介导的组装,并将MCM3-7导出到核中,该核能形成新生的MCM,用MCM2作为恢复前复合物,并调节DNA复制叉速度。nls表示核定位信号。b,从顶端到基础位置的MCMBP的时空表达,从E12.5到E15.5。c,蛋白质印迹分析显示了皮质发育产前和产后阶段的MCMCBP表达模式。d,在P3处的CKO小鼠和同窝对照的代表性图像。红色星星指示CKO鼠标。e,(左图)MCMBP +/ +的背视图; EMX1-CRE和MCMBP FL/FL; EMX1-CRE(CKO)P4大脑。(右图)与同窝对照(CTRL)相比,CKO中的皮质区域显着降低。(平均,两尾未配对的t检验,ctrl:n = 7,cko:n = 5)。f,(左图)MCMBP +/ +和CKO P4脑的DAPI染色冠状切片。与同窝对照(CTRL)相比,CKO的皮质板厚度显着降低了皮质板厚度。(平均,两尾未配对的t检验,ctrl:n = 7,cko:n = 5)。g,MCMBP +/ +的P4脑中的层标记物BRN2,TBR1,LHX2和TLE4的免疫染色; EMX1-CRE和CKO。h,与同窝对照组(CTRL)相比,CKO的上层神经元显着降低。(均值,两尾未配对的t检验,BRN2,TBR1,CTRL:n = 8,cko:n = 5,lhx2,tle4,ctrl:n = 4,cko:cko:n = 4)。i,蛋白质印迹分析显示了E15.5,E16.5和P4 Cortex中MCMCBP表达的下调。(平均,两尾未配对的t检验,ctrl:n = 3,cko:n = 3)。J,MCMBP +/ +中的顶祖细胞标记物SOX2和中间祖细胞标记的免疫染色; EMX1-CRE和CKO从E12.5到E16.5。K,SOX2+细胞数分析表明,在E12.5处CTRL和CKO之间没有差异。但是,由于E13.5,Sox2+细胞显着降低并持续到E16.5。(mean, two-tailed unpaired t-test, E12.5, ctrl: n=5, cKO: n=4, E13.5, ctrl: n=4, cKO: n=3, E14.5, ctrl: n=5, cKO: n=5, E15.5, ctrl: n=6, cKO: n=4, E16.5, ctrl: n=6, CKO:n = 4)。l,EOMES+细胞数分析表明,在E12.5和E13.5处CTRL和CKO之间没有差异。但是,Eomes+细胞从E14.5显着降低到E16.5。(mean, two-tailed unpaired t-test, E12.5, ctrl: n=3, cKO: n=3, E13.5, ctrl: n=4, cKO: n=4, E14.5, ctrl: n=4, cKO: n=4, E15.5, ctrl: n=4, cKO: n=3, E16.5, ctrl: n=4, CKO:n = 3)。
方法在补充了10%FCS,1%谷歌补充剂(Gibco),100 U/ml青霉素和100μg/ml链霉菌素的IMDM(Gibco)中培养了衍生成近单倍型HAP1细胞的细胞培养。siRNA转染是根据制造商的指南使用Rnaimax(Invitrogen)进行的。在这项研究中使用了以下siRNA:Sinon-targetable(Dharmacon),Sipolg2(地平线,TargetPlus,SmartPool),SIMRPL23(Horizon,Targetplus,TargetPlus,Smartpool)。将所有药物(Aphidicolin,Hu,Olaparib,Rad51i(B02),DNA-PKI(NU74441)和寡霉素A)溶解在DMSO中,并以指示浓度使用。细胞使用具有137CS源的γ提取器(最佳疗法)进行γ辐射。生长测定HAP1细胞以1500个细胞/孔的密度将HAP1细胞铺在96孔板中,并被视为5天。5天后,使用100%甲醇固定细胞,并在室温下使用Crystal Violet染色2H。随后,将晶体紫溶解在10%乙酸中,并使用Biotek Epoch Epoch分光光度计在595 nm处测量强度。使用非线性拟合,sigmoidal,4pl,x是log(浓度),将这些测量值用于棱镜中的IC50计算。在9mm玻璃盖上生长免疫荧光细胞,并在室温下以4%甲醛和0.2%Triton X-100固定10分钟。使用了以下抗体:人类抗克雷斯特(Cortex Biochem,CS1058),兔抗PH3SER10(Campro,#07-081),小鼠抗ERCC6L(PICH)(ABNOVA,ABNOVA,000548421-B01P)。所有初级抗体在4°C的夜间孵育。使用固定缓冲液I(BD生物科学)固定细胞。细胞。二级抗体(分子探针,Invitrogen)和DAPI在室温下孵育2小时。使用延长金(Invitrogen)安装盖玻片。使用具有60倍1.40 Na油目标的Deltavision Deonvolution显微镜(Applied Precision)获取图像。SoftWorx(应用精度),ImageJ,Adobe Photoshop和Illustrator CS6用于处理获得的图像。单倍体插入诱变筛选基因对用APH或HU处理的HAP1细胞的存活至关重要,如先前所述35,使用单倍体插入诱变筛查鉴定。诱变的HAP1细胞是从Brummelkamp实验室获得的。简短地,获得HAP1细胞的诱变如下:在HEK293T细胞中产生了基因陷阱逆转录病毒。每天两次收获逆转录病毒至少三天,并通过离心(使用SW28转子进行2小时,21,000 rpm,4°C,4°C)进行沉淀。在8μg/ml硫酸素硫酸素的存在下,在T175烧瓶中至少连续两天,在8μg/ml硫酸素的存在下,将大约4000万个HAP1细胞通过浓缩基因陷阱病毒的转导而被诱变。在包含10%DMSO和10%FCS的IMDM培养基中冷冻诱变细胞。解冻后,在存在27.5 nm adphidicolin或100μmHu的情况下,将诱变的HAP1细胞转移了10天。传递后,通过胰蛋白酶-EDTA收集细胞,然后进行沉淀。为了最大程度地减少潜在地含有杂合突变的二倍体细胞的混杂,用DAPI染色固定的细胞,以允许使用Astrios Moflo对G1单倍体DNA含量进行分类。将3000万个排序的细胞在56°C下裂解过夜,以使使用DNA迷你试剂盒(QIAGEN)进行基因组DNA分离。插入位点映射基因陷阱插入位点通过LAM-PCR放大,然后进行捕获,ssDNA接头连接和指数放大,并在测序之前使用含有Illumina适配器的引物,如前所述,如前所述35。映射和插入位点的分析以前描述了78。简短地,在对HISEQ 2000或HISEQ 2500(Illumina)进行测序之后,将插入位点映射到人类基因组(H19),允许一个不匹配,并与RefSeq坐标相交,以将插入位点分配给基因。基因区域在相对链上重叠的基因区域没有考虑进行分析,而对于在相同链基因名称上重叠的基因是串联的。对于每种复制和两种药物治疗(APH或HU)基因的必要性都是通过二项式检验确定的。合成致死性。一个基因通过所有Fisher的测试,其p值截止为0.05,效应大小至少为0.12(减法比率wt sense比率 - 复制应力条件感官比率)。
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