Ένα νέο μοντέλο για την πέψη του μονόκλωνου DNA από το σύμπλοκο Dna2-RPA

Επικοινωνία: Όντρεϊ Χου Whatsapp/hp: 0086 13880143964 Ηλεκτρονικό ταχυδρομείο:audrey.hu@wecistanche.com

Το μονόκλωνο DNA (ssDNA) εμφανίζεται συχνά ως ενδιάμεσο στις μεταβολικές οδούς του DNA. Η μονόκλωνη πρωτεΐνη δέσμευσης DNA RPA όχι μόνο προστατεύει την ακεραιότητα του μονόκλωνου DNA, αλλά επίσης κατευθύνει τη σηματοδότηση του παράγοντα κατάντη ή την επιδιόρθωση των μονόκλωνων ενδιάμεσων DNA. Ωστόσο, δεν είναι σαφές πώς αυτά τα ένζυμα / παράγοντες ανταγωνίζονται με RPA για ssDNA.

Στις 18 Ιανουαρίου 2022, ο Qi Zhi από το Πανεπιστήμιο του Πεκίνου και ο Hengyao Niu από το Πανεπιστήμιο της Ιντιάνα δημοσίευσαν από κοινού μια ερευνητική εργασία με τίτλο "Αποκρυπτογραφώντας τον μηχανισμό της επεξεργαστικής πέψης ssDNA από το σύνολο Dna2-RPA" στο Nature Communications. Η έρευνα βασίζεται στη μαγιά Saccharomyces cerevisiae. Σε ένα σύστημα μοντέλων, η μελέτη διαπίστωσε ότι η βασική νουκλεάση για την αντιγραφή και επιδιόρθωση του DNA, το Dna2, αλληλεπιδρά με το RPA τόσο στο cis όσο και στο trans.

Η cis-δραστηριότητα καθιστά το RPA τη μονάδα διεργασίας της διάσπασης του dna2-καταλυμένου ssDNA και το RPA παραδίδει το δεσμευμένο ssDNA στο Dna2. Από την άλλη, η διαδραστική δραστηριότητα διαμεσολαβείται από όξινες πλάκες στο Dna2, γεγονός που του επιτρέπει να δρα με μη βέλτιστη RPA ή να ξεπεράσει τη δευτερογενή δομή του DNA. Η λειτουργία transactivation δεν απαιτείται για την επιβίωση των κυττάρων, αλλά απαιτείται για την αποτελεσματική επιδιόρθωση της θραύσης δύο κλώνων (DSB). Συμπερασματικά, αυτή η μελέτη προτείνει ένα νέο μοντέλο για την πέψη του μονόκλωνου DNA από το σύμπλοκο Dna2-RPA, το οποίο βελτιώνει περαιτέρω τη βιολογική λειτουργία του RPA.

Το όφελος του cistanche: βελτιώνει την ανοσία

Το μονόκλωνο DNA (ssDNA) είναι ένα κοινό ενδιάμεσο στην αντιγραφή και επιδιόρθωση του DNA. Κατά τη διάρκεια της αντιγραφής του DNA, το ssDNA εκτίθεται για λίγο ως πρότυπο για τη σύνθεση κλώνων που υστερεί και περιέχει DNA 5'-κρημνού που πρέπει να αφαιρεθεί κατά την ωρίμανση του κλώνου που υστερεί. Η αφαίρεση της βλάβης στην αποκατάσταση αναντιστοιχίας, η επιδιόρθωση εκτομής νουκλεοτιδίων και η επιδιόρθωση εκτομής βάσης μεγάλης εμβέλειας παράγει επίσης μονόκλωνα ενδιάμεσα DNA που απαιτούν επιδιόρθωση πλήρωσης κενών. Κατά τη διάρκεια του ομόλογου ανασυνδυασμού (HR), η πυρηνική διάσπαση των θραυσμάτων διπλού σκέλους (DSBs) παράγει 3'-ssDNA, επιτρέποντας την καταλυτική έρευνα ομολογίας RAD51 και την ανταλλαγή κλώνων.

Στους ευκαρυωτικούς, η πρωτεΐνη αντιγραφής Α (RPA) καταλαμβάνει εύκολα το ssDNA, το προστατεύει από νουκλεολυτικό επεισόδιο και κατευθύνει τα ένζυμα που εμπλέκονται στην αποκατάσταση της βλάβης. Το ssDNA με επικάλυψη RPA επισημαίνει επίσης τις θέσεις βλάβης του DNA και ενεργοποιεί την αντιγραφή DNA που εξαρτάται από το ATR / Mec1 και τα σημεία ελέγχου βλάβης του DNA. Ως εκ τούτου, η αποτυχία αφαίρεσης του μονόκλωνου DNA με επικάλυψη RPA, όπως το DNA 5'-flap που σχηματίστηκε κατά την επακόλουθη ωρίμανση του κλώνου, μπορεί να οδηγήσει σε παράταση του κυτταρικού κύκλου και κυτταρικό θάνατο. Η απομάκρυνση των ενδιάμεσων ssDNA με επικάλυψη RPA μπορεί να επιτευχθεί με την παραγωγή διπλής όψης με καταλυμένη με DNA πολυμεράση ή με αντικατάσταση με κατάντη συντελεστές επισκευής όπως η ανασυνδυασμένη RAD51. Επιπλέον, η εξελικτικά διατηρημένη ενδονουκλεάση DNA2 παρέχει μια μοναδική μέθοδο για την αφαίρεση του ssDNA με επικάλυψη RPA από το ανοιχτό άκρο 5'.

Κατά τη διάρκεια της επακόλουθης σύνθεσης κλώνων, το Dna2 αφαιρεί το με επικάλυψη RPA μακρύ DNA 5'-πτερυγίων και επιτρέπει στην νουκλεάση Fen1 να ολοκληρώσει περαιτέρω την επακόλουθη ωρίμανση του κλώνου. Αυτή η λειτουργία του Dna2 είναι κρίσιμη για την επιβίωση της ζύμης. Ωστόσο, η θνησιμότητα των μεταλλαγμένων dna2 μπορεί να διασωθεί με αδρανοποίηση του σημείου ελέγχου αντιγραφής DNA ή του Pif1, μιας ελικοφόρου DNA 5' έως 3' DNA υπεύθυνης για το σχηματισμό μακριών 5'-πτερυγίων κατά τη διάρκεια της επακόλουθης σύνθεσης DNA σύνθεσης κλώνου. Εκτός από την αντιγραφή του DNA, το Dna2 παίζει επίσης βασικό ρόλο στην επιδιόρθωση του DSB χωνεύοντας το DNA 5'-flap με επικάλυψη RPA που ξετυλίγεται από την ελικοειδή SGS1 για να βοηθήσει στον τερματισμό της επεξεργασίας DSB. Το ζεύγος SGS1-Dna2 καταλύει την εκτομή μεγάλων αποστάσεων των DSBs ως εναλλακτική λύση στην νουκλεάση Exo1 υπό τη δράση των Mre11-Rad50-Xrs2 (MRX) και Sae29.

Cistanche tubulosaγια την επιδιόρθωση του DNA

Αυτή η μελέτη, συνδυάζει βιοχημικές, μονομερικές και γενετικές προσεγγίσεις για να παράσχει αποδείξεις ότι η RPA δεν δρα παθητικά, αλλά αντίθετα λειτουργεί ως ενεργή μονάδα της νουκλεάσης Dna2 χρησιμοποιώντας έναν μηχανισμό gating. Μέσα σε αυτό το πλαίσιο, το RPA επιτρέπει την απελευθέρωση του δεσμευμένου ssDNA σε Dna2 σε ένα τριμερές σύμπλεγμα που σχηματίζεται από Dna2, RPA και 5'-ssDNA.

Η μελέτη αποκάλυψε επίσης ένα στοιχείο trans-acting που υποστηρίζεται από μια διπολική διεπαφή μεταξύ Dna2 και RPA, η οποία επιτρέπει στο Dna2 στο σύνολο Dna2-RPA-ssDNA να αλληλεπιδρά με άλλα μόρια RPA και όταν το RPA περιορίζεται ή συναντάται Διατηρεί την πλήρη δραστηριότητά του μέχρι τη δευτερογενή δομή του DNA. Επιπλέον, η μελέτη αναφέρει μια λειτουργική μετάλλαξη διάστασης του DNA2-dna2-AC, η οποία αδρανοποιεί το στοιχείο trans-acting και υποστηρίζει πλήρως την κυτταρική δραστηριότητα, αλλά οδηγεί σε σημαντικό ελάττωμα στην επισκευή του DSB, πιθανώς λόγω αποτυχίας αποσυναρμολόγησης κρίσιμου μεσαίου προϊόντος ανασυνδυασμού.

Συμπερασματικά, αυτή η μελέτη προτείνει ένα νέο μοντέλο για την πέψη του μονόκλωνου DNA από το σύμπλοκο Dna2-RPA, το οποίο βελτιώνει περαιτέρω τη βιολογική λειτουργία του RPA.

Πληροφορίες αναφοράς: https://www.nature.com/articles/s41467-021-27940-y

Cistanche συμπληρώματα:βελτίωση της ανοσίας

Σημείωση: Το παραδοσιακό κινέζικο φαρμακευτικό βότανο cistanche (επίσης γνωστό ως "βότανο δράκου" και "desert ginseng"), αναπτύσσεται μόνο στις άνυδρες και ζεστές ερήμους. Ως ένα από τα εννέα αθάνατα βότανα, cistanche (cistanche tubulosa / cistanche deserticola / desertliving cistanche / cistanche salsa) περιεχόμενα με πλούσια αποτελεσματικά συστατικά όπως εχινοκοσίδη, acteoside, ολικό φαινυλαιθανοειδές γλυκοσίδες, φλαβονοειδή, πολυσακχαρίτες κ.λπ., αυτά τα αποτελεσματικά συστατικά έκαναν το cistanche ένα πολύτιμο θρεπτικό βότανο και υλικό τροφίμων για την ανοσία των ανθρώπων, τα εσωτερικά όργανα και τα εγκεφαλικά κύτταρα και τους νευρώνες κ.λπ. Οι σύγχρονες φαρμακολογικές μελέτες έχουν επιβεβαιώσει τις ακόλουθες επιδράσεις του cistanche(οφέλη του cistanche): βελτίωση της ανοσίας; βελτίωση της σεξουαλικής λειτουργίας και της νεφρικής λειτουργίας, κατά της κόπωσης. αντιγήρανση; βελτίωση της μνήμης. κατά της νόσου του Πάρκινσον. κατά της νόσου του Αλτσχάιμερ. αντιοξείδωση. ευκολία-δυσκοιλιότητα? αντιφλεγμονώδες; προώθηση της ανάπτυξης των οστών, λεύκανση του δέρματος, προστατεύουν το ήπαρ. κλπ.

όφελος εκχυλίσματος cistanche: βελτίωση της ανοσίας