《Nature | DNA 损伤和修复的链分辨诱变性》

  • 编译者: 李康音
  • 发布时间:2024-06-15
  • 2024年6月12日,爱丁堡大学等机构的研究人员在 Nature 期刊发表了题为Strand-resolved mutagenicity of DNA damage and repair的文章。

    DNA 碱基损伤是致癌突变的主要来源。 这种损伤可通过病变分离过程产生链相突变模式和多拷贝变异。该研究利用这些特性来揭示链不对称过程(如复制和转录)是如何形成 DNA 损伤和修复的。

    尽管前导链和滞后链的复制机制各不相同,但研究人员观察到两条链的保真度和损伤耐受性完全相同。对于 DNA 的小型烷基化加合物,该研究结果支持这样一种模式,即相同的转座聚合酶被即时招募到两条复制链上,这与大体积紫外线诱导加合物的链非对称耐受性形成了鲜明对比。在持续性病变部位积累多种不同的突变为量化全基因组和单碱基分辨率修复过程的相对效率提供了手段。在多个尺度上,研究人员发现 DNA 损伤诱导的突变主要受 DNA 可及性对修复效率的影响,而不是 DNA 损伤梯度的影响。最后,研究人员揭示了通过破坏核苷酸切除修复的保真度而积极驱动致癌突变的特定基因组条件。

    这些结果让我们深入了解了链不对称机制是如何支撑 DNA 损伤的形成、耐受和修复,从而影响癌症基因组进化的。

相关报告
  • 《Nature | 单分子测序揭示的 DNA 错配和损伤模式》

    • 编译者:李康音
    • 发布时间:2024-06-15
    • 2024年6月12日,纽约大学格罗斯曼医学院的研究人员在 Nature 期刊发表了题为DNA mismatch and damage patterns revealed by single-molecule sequencing的文章。 在人的一生中,突变会在每个细胞的基因组中累积,导致癌症和其他疾病。大多数突变开始时是 DNA 双链中一条链上的核苷酸错配或损伤,如果未修复或修复不当,就会变成双链突变。然而,目前的 DNA 测序技术无法准确分辨这些最初的单链事件。 该研究开发了一种单分子长读数测序方法(发夹双链增强保真测序(HiDEF-seq)),它能以单分子的保真度检测存在于一条或两条 DNA 链中的碱基置换。HiDEF-seq 还能以单分子保真度检测胞嘧啶脱氨--一种常见的 DNA 损伤类型。研究人员分析了来自不同组织的 134 个样本,包括来自癌症易感综合征患者的样本,并从中得出了单链错配和损伤特征。研究人员发现这些单链特征与已知的双链突变特征之间存在对应关系,从而确定了起始病变的身份。与只缺乏聚合酶校对功能的样本相比,同时缺乏错配修复和复制聚合酶校对功能的肿瘤显示出不同的单链错配模式。研究人员还确定了 APOBEC3A 的单链损伤特征。 在线粒体基因组中,该研究结果支持主要发生在复制过程中的突变机制。由于 DNA 双链突变只是突变过程的终点,研究人员以单分子分辨率检测单链启动事件的方法将有助于研究突变是如何在各种情况下产生的,尤其是在癌症和老化过程中。
  • 《Nature | 染色质分区调节对DNA损伤的响应》

    • 来源专题:战略生物资源
    • 编译者:李康音
    • 发布时间:2023-10-20
    • 2023年10月18日,图卢兹大学等机构的研究人员在国际顶尖学术期刊 Nature 上发表了题为Chromatin compartmentalization regulates the response to DNA damage的文章。DNA损伤反应对保护基因组的完整性至关重要。虽然已经研究了染色质在DNA修复中的贡献,但染色体折叠对这些过程的贡献仍不清楚。该研究报道了在哺乳动物细胞中产生双链断裂(DSBs)后,ATM通过受损的拓扑关联域的聚集,驱动一个新的染色质室(D室)的形成,由γH2AX和53BP1装饰。 这个隔间的形成机制与聚合物-聚合物相分离而不是液-液相分离。D室主要出现在G1期,不依赖于内聚蛋白,并在药理抑制dna依赖的蛋白激酶(DNA-PK)或积累r-环后增强。重要的是,富含r-环的DNA损伤反应基因在物理上定位于D室,这有助于其最佳激活,为DNA损伤反应中的DSB聚类提供了一个功能。然而,dsb诱导的染色体重组是以易位率的增加为代价的,这也在癌症基因组中观察到。总的来说,该研究描述了dsb诱导的区域化如何协调DNA损伤反应,并强调了染色体结构在基因组不稳定性中的关键影响。