Das Schlüsselprotein reguliert DNA-Enzyme und unterstützt die Genomstabilität

Zusammenfassung: Die Forscher entdeckten, dass das Protein USP50 die DNA-Replikation reguliert, indem es Enzyme – Endonukleasen oder Helikasen – steuert, die DNA-Stränge während der Replikation spalten oder abwickeln. Diese Kontrolle ist für eine stabile Replikation unerlässlich, insbesondere wenn der Prozess auf Probleme stößt und neu gestartet werden muss. Fehlt USP50, fällt es den Zellen schwer, die Enzymnutzung zu koordinieren, was zu Transkriptionsfehlern und potenzieller genomischer Instabilität führt.

Die Ergebnisse liefern neue Einblicke in die Erhaltung des Genoms und können dazu beitragen, einige genetische Erkrankungen wie vorzeitiges Altern und einige Krebsarten zu erklären. Das Verständnis der Rolle von USP50 öffnet Türen für mögliche therapeutische Strategien zum Schutz der DNA-Integrität.

Grundlegende Fakten

• USP50 reguliert die Enzymauswahl während der DNA-Replikation und fördert so die Stabilität.
• Ohne USP50 setzen Zellen Enzyme falsch frei, was zu Defekten bei der DNA-Replikation führt.
• Die Rolle von USP50 hängt mit dem Verständnis genetischer Erkrankungen und möglicher Behandlungen zusammen.

Quelle: Universität Birmingham

Eine neue Studie hat ein Protein identifiziert, das an der Bestimmung von Enzymen beteiligt ist, die DNA während des Transkriptionsprozesses schneiden oder abbauen.

In einem neuen Artikel veröffentlicht in Naturkommunikation, Ein internationales Forscherteam hat herausgefunden, dass das Protein USP50 den DNA-Replikationsprozess unterstützt, indem es dabei hilft, die richtige Verwendung von Nukleasen oder Helikasen zu bestimmen.

Diese Enzyme werden während des DNA-Replikationsprozesses eingesetzt, um die laufende Replikation zu fördern und wenn die Replikationsmaschinerie auf Probleme stößt und neu gestartet werden muss.

Das Team um Professor Joe Morris von der Abteilung für Krebs und Genomik der Universität Birmingham hat herausgefunden, dass USP50 identifiziert, welche oder mehrere Helikasen und Nukleosomen während der laufenden Replikation, des Fork-Neustarts und der Aufrechterhaltung von telomerem, DNA-reichem Protein verwendet werden. Strukturen an den Enden von Chromosomen.

Die Identifizierung der Rolle von USP50 liefert neue Einblicke in den DNA-Replikationsprozess und könnte zu einem besseren Verständnis darüber führen, wie sich einige genetische Erkrankungen entwickeln.

Joe Morris, Professor für Molekulargenetik in der Abteilung für Krebs und Genomik der Universität Birmingham und korrespondierender Autor der Studie, sagte:

„Unsere Studie befasst sich mit der Frage, wie unsere Zellen bestimmte Enzyme nutzen, um die typische Regulierung der DNA-Replikation zu unterstützen.

„Wir haben herausgefunden, dass Zellen regulieren müssen, welche Enzyme sie verwenden, damit die Replikation ordnungsgemäß erfolgen kann, da an der Teilung und Zerlegung so viele verschiedene Enzyme beteiligt sind. Wir haben festgestellt, dass das Protein USP50 an dieser Regulierung beteiligt ist.

„Diese Entdeckung könnte ein wichtiger Schritt zum Verständnis sein, wie bestimmte erbliche genetische Veränderungen zu vorzeitigem Altern und Krebs führen.“

Es wurde ein Workaround versucht

Die Studie ergab außerdem, dass Zellen, wenn USP50 während der Replikationsaktivität fehlte, versuchten, mehrere Nukleasen und Helikasen auf weniger koordinierte Weise zu nutzen, was zu Replikationsdefekten in den Zellen führte.

Professor Morris fügte hinzu: „Die Entdeckung, dass zelluläre Nukleasen und Helikasen die Replikation bestimmter DNA-Abschnitte stoppen können, war eine Überraschung – sie zeigt, dass Zellen ihr Toolkit an DNA-verarbeitenden Enzymen eng koordinieren, um die DNA-Replikation korrekt durchzuführen.“

Professor Simon Reid, Co-Direktor der Abteilung für Krebs und Genetik an der Universität Cardiff, Mitbegründer von Broken String Biosciences und Mitautor des Artikels, sagte:

„Es ist mir eine große Ehre, Mitautor dieses in veröffentlichten Artikels zu sein NaturkommunikationUntersuchung der entscheidenden Rolle von USP50 beim Schutz der Genomstabilität. Diese Forschung beleuchtet die komplexen Mechanismen, die unsere Zellen vor DNA-Schäden schützen, und zeigt, wie diese Entdeckungen zukünftige Behandlungen beeinflussen könnten.

„Vielen Dank an meine Mitarbeiter. Gemeinsam haben wir einen weiteren Schritt vorwärts gemacht, um zu verstehen, wie unsere Zellen funktionieren und wie wir dieses Wissen nutzen können, um die medizinische Wissenschaft voranzubringen.“

Über Neuigkeiten aus der Genforschung

Autor: Tim Mayo
Quelle: Universität Birmingham
Kommunikation: Tim Mayo – Universität Birmingham
Bild: Bildquelle: Neuroscience News

Ursprüngliche Suche: Offener Zugang.
„USP50 verhindert die Rekrutierung der alternativen RecQ-Helikase und die schädliche DNA2-Aktivität während der Replikation„Von Simon Read et al. Naturkommunikation

eine Zusammenfassung

USP50 verhindert die Rekrutierung der alternativen RecQ-Helikase und die schädliche DNA2-Aktivität während der Replikation

Die DNA-Replikation von Säugetieren ist auf unterschiedliche Helikase- und Endonuklease-Aktivitäten angewiesen, um eine genaue genetische Replikation sicherzustellen. Es bleibt jedoch unklar, wie die verschiedenen Helikase- und Endonuklease-Aktivitäten richtig gesteuert werden können.

Hier identifizieren wir die Ubiquitin-spezifische Protease USP50 als ein Chromatin-assoziiertes Protein, das erforderlich ist, um nachhaltige Replikation, Fork-Restart, Telomer-Aufrechterhaltung und zelluläres Überleben nach Hydroxyharnstoff- oder Pyridostatin-Behandlung zu fördern und DNA-Brüche in der Nähe von GC-reichen Sequenzen zu unterdrücken.

Wir stellen fest, dass USP50 die ordnungsgemäße WRN-FEN1-Lokalisierung an oder in der Nähe blockierter Replikationszweige unterstützt.

Entstehende DNA in Zellen ohne USP50 zeigt eine erhöhte Bindung zwischen der DNA2-Endonuklease und den RECQL4- und RECQL5-Helikasen, und Replikationsdefekte in Zellen ohne USP50 oder FEN1 werden durch diese Proteine ​​verursacht.

Somit verbessert die Unterdrückung von DNA2 oder RECQL4/5 die Resistenz von USP50-depletierten Zellen gegenüber replikationsstressinduzierenden Wirkstoffen und stellt die Telomerstabilität wieder her.

Diese Daten identifizieren ein unerwartetes regulatorisches Protein, das das Gleichgewicht der Helikase- und Endonuklease-Rekrutierung an laufenden und blockierten Replikationsgabeln fördert.