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Mutation research2000Jun30Vol.451issue(1-2)

ゆるい端を結びつける:サッカロミセス・セレビシアでのホモロガスのエンド結合

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文献タイプ:
  • Journal Article
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概要
Abstract

染色体DNA二本鎖切断(DSB)の末端は、少なくとも2つの離散経路、相同組換えと非母性エンド結合(NHEJ)によって正確に再結合できます。NHEJ経路は、出芽酵母Saccharomyces cerevisiaeの細胞におけるDSB末端の特定のクラスの修復に不可欠です。相補的な一本鎖DNAオーバーハングを保持するエンドヌクレアーゼ誘発DSBは、エンド結合により効率的に修復されます。対照的に、損傷したDSB端(例えば、電離放射線によって生成される末端)は、この経路の貧弱な基質です。NHEJ修復には、YKU70、YKU80、DNL4、LIF1、SIR2、SIR3、SIR4、RAD50、MRE11、およびXRS2を含む少なくとも10個の遺伝子の機能が含まれます。これらの遺伝子のほとんどまたはすべては、線形化されたプラスミドの効率的な組換え非依存性再循環化と、in vivoでのエコリエンドヌクレアーゼ誘発染色体DSBの再結合に必要です。いくつかのNHEJ変異体は、HOエンドヌクレアーゼによって生成されるDSBの異常な処理と再結合も示しています。さらに、テロメアリピートシーケンスの安定化には、DNL4およびLIF1を除くすべてのNHEJ遺伝子が必要です。NHEJに関与する各タンパク質は、直接的またはタンパク質の関連を介して線形DNAの端に結合しているように見えます。DSBターミニの再加工における酵素および/または構造的役割は、グループ内のいくつかのタンパク質について仮定されています。ほとんどの酵母NHEJ遺伝子は、ヒト細胞にホモログを持ち、多くの生化学的活性とタンパク質:タンパク質相互作用は高等ユーカリオテで保存されています。酵母細胞と哺乳類細胞におけるNHEJ修復の類似性と相違点について説明します。

染色体DNA二本鎖切断(DSB)の末端は、少なくとも2つの離散経路、相同組換えと非母性エンド結合(NHEJ)によって正確に再結合できます。NHEJ経路は、出芽酵母Saccharomyces cerevisiaeの細胞におけるDSB末端の特定のクラスの修復に不可欠です。相補的な一本鎖DNAオーバーハングを保持するエンドヌクレアーゼ誘発DSBは、エンド結合により効率的に修復されます。対照的に、損傷したDSB端(例えば、電離放射線によって生成される末端)は、この経路の貧弱な基質です。NHEJ修復には、YKU70、YKU80、DNL4、LIF1、SIR2、SIR3、SIR4、RAD50、MRE11、およびXRS2を含む少なくとも10個の遺伝子の機能が含まれます。これらの遺伝子のほとんどまたはすべては、線形化されたプラスミドの効率的な組換え非依存性再循環化と、in vivoでのエコリエンドヌクレアーゼ誘発染色体DSBの再結合に必要です。いくつかのNHEJ変異体は、HOエンドヌクレアーゼによって生成されるDSBの異常な処理と再結合も示しています。さらに、テロメアリピートシーケンスの安定化には、DNL4およびLIF1を除くすべてのNHEJ遺伝子が必要です。NHEJに関与する各タンパク質は、直接的またはタンパク質の関連を介して線形DNAの端に結合しているように見えます。DSBターミニの再加工における酵素および/または構造的役割は、グループ内のいくつかのタンパク質について仮定されています。ほとんどの酵母NHEJ遺伝子は、ヒト細胞にホモログを持ち、多くの生化学的活性とタンパク質:タンパク質相互作用は高等ユーカリオテで保存されています。酵母細胞と哺乳類細胞におけるNHEJ修復の類似性と相違点について説明します。

The ends of chromosomal DNA double-strand breaks (DSBs) can be accurately rejoined by at least two discrete pathways, homologous recombination and nonhomologous end-joining (NHEJ). The NHEJ pathway is essential for repair of specific classes of DSB termini in cells of the budding yeast Saccharomyces cerevisiae. Endonuclease-induced DSBs retaining complementary single-stranded DNA overhangs are repaired efficiently by end-joining. In contrast, damaged DSB ends (e.g., termini produced by ionizing radiation) are poor substrates for this pathway. NHEJ repair involves the functions of at least 10 genes, including YKU70, YKU80, DNL4, LIF1, SIR2, SIR3, SIR4, RAD50, MRE11, and XRS2. Most or all of these genes are required for efficient recombination-independent recircularization of linearized plasmids and for rejoining of EcoRI endonuclease-induced chromosomal DSBs in vivo. Several NHEJ mutants also display aberrant processing and rejoining of DSBs that are generated by HO endonuclease or formed spontaneously in dicentric plasmids. In addition, all NHEJ genes except DNL4 and LIF1 are required for stabilization of telomeric repeat sequences. Each of the proteins involved in NHEJ appears to bind, directly or through protein associations, with the ends of linear DNA. Enzymatic and/or structural roles in the rejoining of DSB termini have been postulated for several proteins within the group. Most yeast NHEJ genes have homologues in human cells and many biochemical activities and protein:protein interactions have been conserved in higher eucaryotes. Similarities and differences between NHEJ repair in yeast and mammalian cells are discussed.

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