Ohne Dna2 Gene, die springen können, in die DNA-Brüche

Zellen haben eine Reihe von Mechanismen zum Schutz der Integrität des Genoms, einschließlich der Prozesse, die Reparatur von Fehlern, die auftreten können, während der DNA-Replikation. Das Enzym Dna2 beteiligt sich an der DNA-Reparatur, aber wenig ist bekannt über die Folgen seiner Abwesenheit auf chromosomale Instabilität. Eine Studie, veröffentlicht in der Zeitschrift Nature , die von Forschern aus verschiedenen Institutionen, darunter das Baylor College of Medicine, zeigt, dass bei der Dna2 ist nicht vorhanden, kleine DNA-Fragmente Sprung aus der ganzen Genoms in das Chromosom bricht. Dieser neuartige Mechanismus, der erklären kann, ähnliche Ereignisse Häufig bei Krebs oder bei Antikörper-Diversifizierung.

„Einer von den Interessen meines Labors ist, zu verstehen, die grundlegenden Mechanismen der DNA-Reparatur,“ sagte entsprechenden Autor Dr. Greg Ira, associate professor für molekular-und Humangenetik und Mitglied der Dan-L Duncan Comprehensive Cancer Center am Baylor College of Medicine. „In diesem Projekt arbeiteten wir mit Hefe-und entdeckt zum ersten mal eine Mutante, zeigt Häufig Insertionen von DNA-Fragmenten in DNA-Brüche. Dieser Mutante fehlt Dna2, ein Enzym konserviert zwischen allen Organismen.“ Mobile genetische Elemente, sogenannte transposons bekannt sind, springen Sie von einem Chromosom zum anderen. Hier, unerwartet, Ira und seine Kollegen fanden heraus, dass jedes Stück von jedem Chromosom können direkt in einem DNA-Bruch.

„Während der DNA-Synthese, gelegentlich einzigen langen DNA-Stränge bilden können und werden in der Regel beseitigt, indem Dna2. In Mutanten, dass das fehlen von Dna2, diese oversynthesized Fragmente verfangen können in DNA-Brüche, verursacht genomische Instabilität, und das hat meistens negative Auswirkungen auf die Zellen. Aber diese Einschübe können auch führen zu gen-Duplikation und-Chromosom, evolution, möglicherweise mit positiven Folgen für die Zellen,“ sagte ersten Autor Dr. Yang Yu, Postdoktorand in der Ira lab. „Wir schlagen vor, Dna2, dessen Aktivitäten Abbau von oversynthesized DNA-Fragmente, die verhindert, dass Ihre insertion in das Genom und die Veränderung des genetischen Codes.“

Die Forscher untersuchten auch die Herkunft der DNA-Fragmente, fügen sich in chromosomenbrüche. Sie entdeckt, dass der kleine Gene, DNA-Abschnitte am Ende der Chromosomen, die sogenannten Telomere, sowie andere Sequenzen der eingefügten DNA-stammen aus allen teilen des Genoms.

„Es ist berichtet worden, dass, ähnlich wie die insertion von DNA-Fragmenten Häufig in Krebs,“ sagte Ira. „Wir denken, dass der Mechanismus beschreiben wir hier für Dna2-defizienten Zellen wahrscheinlich beobachtet werden in vielen zellulären Bedingungen, in denen sich kleine DNA-Fragmente erzeugt werden, und nicht richtig abgebaut. Wir denken, dass dies ist Häufig bei Krebs, sondern kann auch bei Patienten auftreten, die einen Mangel in einigen Komponenten des angeborenen Immunsystems system, das verantwortlich ist für die Ausscheidung von Fremd-DNA.“

Andere Mitwirkende, die zu dieser Arbeit gehören Nhung Pham, Bo Xia, Alma Papusha, Guangyu Wang, Zhenxin Yan Guang Peng und Kaifu Chen. Die Autoren sind verbunden mit einer oder mehreren der folgenden Institutionen: Baylor College of Medicine, Houston Methodist Research Institute, Houston Methodist Hospital, Cornell University und der University of Texas MD Anderson Cancer Center.

Diese Arbeit wurde finanziert durch Zuschüsse aus dem National Institutes of Health (GM080600, GM125650, GM125632 und HL133254) und der Cancer Prevention Research Institute of Texas (RP140456 und RP150611).