2023年11月15日,北卡罗来纳大学教堂山分校等机构的研究人员在 Nature 期刊发表了题为Stepwise requirements for polymerases δ and θ in theta-mediated end joining的研究论文。
染色体双链断裂的及时修复是基因组完整性和细胞活力所必需的。聚合酶 theta 介导的末端连接途径在解决这些断裂中具有重要作用,并且在其他 DNA 修复途径中有缺陷的癌症中是必不可少的,因此使其成为新兴的治疗靶标。它需要退火2-6个互补序列的核苷酸,微同源性,这是相邻的断裂末端,然后开始端桥接 DNA 合成聚合酶 θ。然而,其他途径的步骤仍然没有充分的定义,所需的酶是未知的。
该研究证明了在聚合酶 θ 可以启动合成之前,对不成对的3′尾的外切核酸酶消化的要求,然后切换到更准确的,持续的和链置换的聚合酶来完成修复。该研究显示复制性聚合酶 δ 是两个步骤所必需的,它的3′到5′核酸外切酶活性用于皮瓣修复,然后它的聚合酶活性用于皮瓣延长和完成修复。这个途径所必需的和特异的酶的步骤是由两个聚合酶的两个独立的,连续的参与介导的。这两个聚合酶的物理结合可能促进这些步骤的必要耦合。聚合酶 δ 与能够终端桥接合成的聚合酶 θ 的这种配对可能有助于解释为什么通常的高保真聚合酶 δ 参与基因组不稳定过程,如有丝分裂 DNA 合成和微同源性介导的断裂诱导的复制。