Protein kunci mengatur enzim DNA dan mendukung stabilitas genom

ringkasan: Para peneliti menemukan bahwa protein USP50 mengatur replikasi DNA dengan mengelola enzim – endonuklease atau helikase – yang membelah atau melepaskan untaian DNA selama replikasi. Kontrol ini penting untuk replikasi yang stabil, terutama ketika proses menemui masalah dan perlu dimulai ulang. Ketika USP50 tidak ada, sel kesulitan mengoordinasikan penggunaan enzim, yang menyebabkan kesalahan transkripsi dan potensi ketidakstabilan genom.

Temuan ini memberikan wawasan baru tentang pemeliharaan genom dan dapat membantu menjelaskan beberapa kondisi genetik, seperti penuaan dini dan beberapa jenis kanker. Memahami peran USP50 membuka pintu bagi strategi terapi potensial yang bertujuan melindungi integritas DNA.

Fakta dasar

• USP50 mengatur pemilihan enzim selama replikasi DNA, meningkatkan stabilitas.
• Tanpa USP50, sel salah melepaskan enzim, menyebabkan cacat pada replikasi DNA.
• Peran USP50 terkait dengan pemahaman kondisi genetik dan potensi pengobatan.

sumber: Universitas Birmingham

Sebuah studi baru telah mengidentifikasi protein yang terlibat dalam menentukan enzim yang memotong atau menurunkan DNA selama proses transkripsi.

Dalam makalah baru yang diterbitkan di komunikasi alam, Sebuah tim peneliti internasional telah menemukan bahwa protein USP50 mendukung proses replikasi DNA dengan membantu menentukan penggunaan nuklease, atau helikase yang tepat.

Enzim-enzim ini diterapkan selama proses replikasi DNA untuk mendorong replikasi yang sedang berlangsung dan ketika mesin replikasi mengalami masalah dan perlu dimulai kembali.

Tim yang dipimpin oleh Profesor Joe Morris dari Departemen Kanker dan Genomik di Universitas Birmingham telah mengidentifikasi bahwa USP50 mengidentifikasi helikase dan nukleosom mana atau beberapa yang digunakan selama replikasi yang sedang berlangsung, memulai kembali garpu, dan pemeliharaan telomer, protein kaya DNA. Struktur ditemukan di ujung kromosom.

Mengidentifikasi peran USP50 memberikan wawasan baru tentang proses replikasi DNA dan dapat memberikan pemahaman yang lebih baik tentang bagaimana beberapa kondisi genetik berkembang.

Joe Morris, Profesor Genetika Molekuler di Departemen Kanker dan Genomik di Universitas Birmingham dan penulis studi tersebut, mengatakan:

“Studi kami berkaitan dengan bagaimana sel-sel kita menggunakan enzim spesifik untuk mendukung regulasi khas replikasi DNA.

“Kami menemukan bahwa karena ada begitu banyak enzim berbeda yang terlibat dalam pembelahan dan pembongkaran, sel harus mengatur enzim mana yang mereka gunakan agar replikasi dapat terjadi dengan baik. Kami telah mengidentifikasi bahwa protein USP50 terlibat dalam regulasi ini.

“Penemuan ini mungkin merupakan langkah penting dalam memahami bagaimana perubahan genetik tertentu dapat menyebabkan penuaan dini dan kanker.”

Solusi telah dicoba

Studi ini juga menemukan bahwa ketika USP50 tidak ada selama aktivitas replikasi, sel berusaha menggunakan banyak nuklease dan helikase dengan cara yang kurang terkoordinasi yang menyebabkan cacat replikasi pada sel.

Profesor Morris menambahkan: “Penemuan bahwa nuklease dan helikase seluler dapat menghentikan replikasi bagian tertentu dari DNA adalah suatu kejutan – ini menunjukkan bahwa sel-sel mengoordinasikan perangkat enzim pemrosesan DNA mereka dengan erat agar replikasi DNA dapat dilakukan dengan benar.”

Profesor Simon Reid, Wakil Direktur Departemen Kanker dan Genetika di Universitas Cardiff, salah satu pendiri Broken String Biosciences, dan salah satu penulis makalah tersebut, mengatakan:

“Saya benar-benar merasa terhormat untuk ikut menulis makalah yang diterbitkan di sini Komunikasi Alammengeksplorasi peran penting USP50 dalam melindungi stabilitas genom. Penelitian ini menyoroti mekanisme kompleks yang melindungi sel-sel kita dari kerusakan DNA dan menyoroti bagaimana penemuan ini dapat membentuk pengobatan di masa depan.

“Terima kasih kepada kolaborator saya, bersama-sama kita telah mengambil langkah maju dalam memahami cara kerja sel kita dan bagaimana kita dapat menerapkan pengetahuan ini untuk memajukan ilmu kedokteran.”

Tentang berita penelitian genetika

pengarang: Tim Mayo
sumber: Universitas Birmingham
komunikasi: Tim Mayo – Universitas Birmingham
gambar: Gambar dikreditkan ke Berita Neuroscience

Pencarian asli: Akses terbuka.
“USP50 mencegah perekrutan helicase RecQ alternatif dan merusak aktivitas DNA2 selama replikasi“Oleh Simon Read dkk. Komunikasi Alam

ringkasan

USP50 mencegah perekrutan helikase RecQ alternatif dan merusak aktivitas DNA2 selama replikasi

Replikasi DNA mamalia bergantung pada aktivitas helikase dan endonuklease yang berbeda untuk memastikan replikasi genetik yang akurat, namun cara mengarahkan aktivitas helikase dan endonuklease yang berbeda dengan benar masih belum jelas.

Di sini, kami mengidentifikasi protease spesifik ubiquitin, USP50, sebagai protein terkait kromatin yang diperlukan untuk mendorong replikasi berkelanjutan, memulai kembali garpu, pemeliharaan telomer, dan kelangsungan hidup seluler setelah pengobatan hidroksiurea atau piridostatin, dan untuk menekan kerusakan DNA di dekat rangkaian kaya GC.

Kami menemukan bahwa USP50 mendukung lokalisasi WRN-FEN1 yang tepat pada atau di dekat garpu replikasi yang terhenti.

DNA baru dalam sel yang kekurangan USP50 menunjukkan peningkatan pengikatan antara endonuklease DNA2 dan helikase RECQL4 dan RECQL5, dan cacat replikasi pada sel yang kekurangan USP50 atau FEN1 didorong oleh protein ini.

Dengan demikian, penekanan DNA2 atau RECQL4/5 meningkatkan resistensi sel yang mengalami deplesi USP50 terhadap replikasi agen pemicu stres dan mengembalikan stabilitas telomer.

Data ini mengidentifikasi protein pengatur tak terduga yang mendorong keseimbangan rekrutmen helikase dan endonuklease pada garpu replikasi yang sedang berlangsung dan terhenti.