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上以作为复制机器。其中，增殖细胞核抗原(PCNA)是关键的复制蛋白。在DNA复制过程中，这种环状结构的分子环绕着染色体，线状结构，DNA分子被包装在其中。就像弦上的环一样，PCNA环与DNA紧密相连。在DNA登陆后，PCNA募集其他蛋白质以有效复制亲本DNA。PCNA与DNA的稳定连接使其成为许多复制机器的重要平台。
然而，这不是故事的结尾。当DNA合成完成时，应从DNA中除去PCNA以确保其完全循环。否则，复制蛋白使基因组DNA不稳定，可能导致基因突变。DNA复制后如何从DNA中清除复制机器?从DNA上卸载的PCNA在DNA复制后从DNA中清除复制机器。尽管PCNA卸载对于维持基因组稳定性至关重要，但仍不清楚PCNA在复制终止期间是如何卸载的。
在蔚山国家科学技术研究所(UNIST)基础科学研究所(IBS)的基因组完整性中心主任Myung Kyungjae，Kim Hajin教授和Kang Sukhyun博士的带领下，韩国报道了他们发表了一部小说DNA复制过程中调控PCNA循环的分子机制。他们发现称为ATAD5-RFC-Like-Complex(ATAD5-RLC)的特定蛋白质复合物是PCNA卸载器。Myung博士的小组建立了体外重建系统，通过该系统可以监测PCNA的装载和卸载。他们证明ATAD5-RLC打开PCNA环可以作为真正的PCNA卸载器从DNA中去除。
这些发现实际上来自他们以前的研究。另一种蛋白质复合物，即复制因子-C(RFC)已知可以打开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，DNA复制领域的科学家认为RFC还可以卸载PCNA，因为RFC的细菌同系物同时进行加载和卸载反应。Myung博士的研究小组建议ATAD5-RLC具有与RFC类似的结构，可以作为PCNA卸载器的候选者。该研究在生物化学上证明了ATAD5-RLC是一种真正的PCNA卸载器。科学家们还透露，ATAD5-RLC也可以卸载修改过的PCNA。PCNA在复制压力下被修改以处理DNA损伤。这些发现强调了ATAD5-RLC作为PCNA的通用清除剂在DNA复制和修复过程中终止的作用。
科学家还确定了ATAD5中的关键基序，这些基序使蛋白质复合物成为PCNA卸载器。他们揭示了PCNA装载和卸载过程之间的机械差异。科学家们也发现了黑色素瘤患者ATAD5关键基序的点突变。该研究的相应作者之一Sukhyun Kang博士说：“功能性解剖ATAD5并纯化活性ATAD5-RLC至关重要。体外重建系统的建立使我们能够对PCNA卸载进行机械研究。”
本研究提供了对复制DNA上PCNA循环的完整理解。有争议的是，复合物负责DNA复制和修复后PCNA的卸载。科学家表明，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/修复。本研究揭示的PCNA加载和卸载之间的机械差异为我们理解DNA复制提供了概念上的进步。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。
“这是了解复制终止过程监管机制的一个重大进展。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主任解释说。
标签：DNA复制循环
郑重声明：本文版权归原作者所有，转载文章仅为传播更多信息之目的，如作者信息标记有误，请第一时间联系我们修改或删除，多谢。