我國學(xué)者在酵母DNA復(fù)制與姐妹染色單體黏連取得新進(jìn)展

在國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：31630005,31770084,31628011,31771382）等資助下，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)生物學(xué)院微生物學(xué)與免疫學(xué)系樓慧強(qiáng)教授課題組在釀酒酵母DNA復(fù)制與姐妹染色單體黏連研究中連續(xù)取得新進(jìn)展，相關(guān)成果以“Dbf4 Recruitment by Forkhead Transcription Factors Defines an Upstream Rate-limiting Step in Determining Origin Firing Timing”（Fkh家族轉(zhuǎn)錄因子直接招募Dbf4是決定基因組DNA復(fù)制起始時(shí)序的上游限速步驟）為題,于2018年1月12日發(fā)表在 Genes&Development（《基因與發(fā)育》），論文鏈接：http://genesdev.cshlp.org/content/31/23-24/2405.long。

所有生命的生長繁衍離不開細(xì)胞分裂，而細(xì)胞分裂增殖的核心事件是染色體復(fù)制和分配。真核生物基因組有幾千個(gè)到幾萬個(gè)復(fù)制原點(diǎn)。有趣的是，這些復(fù)制起點(diǎn)并不同時(shí)開始復(fù)制，而是按照一定的時(shí)空程序啟動。此前研究表明，不同原點(diǎn)的先后復(fù)制是由于細(xì)胞中部分必需的復(fù)制起始因子的分子數(shù)量少于原點(diǎn)的數(shù)量。這一模型即所謂的“早起的鳥兒有蟲吃”的“限量起始因子模型”。但這些限量因子是如何優(yōu)先被早期復(fù)制起點(diǎn)利用的卻并不清楚。本研究在體內(nèi)體外實(shí)驗(yàn)中均證明Fkh與Dbf4通過直接的物理互作將Dbf4優(yōu)先募集到早期復(fù)制起點(diǎn)，改變了過去Dbf4能直接結(jié)合原點(diǎn)DNA或依賴ORC復(fù)合物的觀點(diǎn)。更重要的是，證明了Fkh的DNA復(fù)制功能完全獨(dú)立于其轉(zhuǎn)錄功能。審稿人認(rèn)為，“此前發(fā)現(xiàn)一些轉(zhuǎn)錄因子或表觀遺傳因子都是通過影響已知復(fù)制蛋白的表達(dá)或活性間接調(diào)節(jié)DNA復(fù)制。這是首例轉(zhuǎn)錄因子不依賴其轉(zhuǎn)錄功能直接調(diào)節(jié)DNA復(fù)制起始的例子”。

該課題組還證明Dbf4存在獨(dú)立于DDK激酶(Dbf4-Cdc7)的額外功能，并與英國John Diffley實(shí)驗(yàn)室互相獨(dú)立報(bào)道DDK通過磷酸化Mcm2-7進(jìn)一步介導(dǎo)Sld3的結(jié)合，闡明DDK激酶在激活Mcm2-7解旋酶活性從而啟動DNA復(fù)制。

該課題組于2017年8月1日發(fā)現(xiàn)泛素連接酶Rtt101-Mms1與DNA復(fù)制叉結(jié)合，能夠招募黏連因子Smc3的乙?；窫co1，將姐妹染色單體之間黏連的建立與DNA復(fù)制進(jìn)程相偶聯(lián)，相關(guān)成果以 “Rtt101-Mms1-Mms22 Coordinates Replication-coupled Sister Chromatid Cohesion and Nucleosome Assembly”（Rtt101-Mms1-Mms22協(xié)調(diào)DNA復(fù)制相偶聯(lián)的兩個(gè)事件：姐妹染色單體黏連和核小體組裝）為題,在EMBO Reports（EMBO報(bào)告）發(fā)表封面文章，論文鏈接：http://embor.embopress.org/content/18/8/1294.long。

這些工作有助于了解真核生物如何保證染色質(zhì)復(fù)制和分配的保真性，即遺傳信息的準(zhǔn)確傳遞。

［信息來源］國家自然科學(xué)基金委員會.我國學(xué)者在酵母DNA復(fù)制與姐妹染色單體黏連取得新進(jìn)展 [EB/OL].(2018-3-7).http://www.nsfc.gov.cn/publish/portal0/tab448/info73038.htm