Nature：揭示MLH1-MLH3在减数分裂中切割DNA机制
来源：本站原创 2020-08-24 21:42
2020年8月24日讯/生物谷BIOON/---当DNA断裂时，细胞利用同源重组途径准确地修复断裂，这样就可修复DNA，而且在修复过程中不会发生突变。当多个DNA分子发生断裂时，重组因子会采用一种聪明的策略，只将源自同一DNA分子的DNA片段连接起来。这一点非常重要，这是因为这个过程中的错误会导致不受控制的生长和肿瘤形成。因此，重组机制已经发展到非常精确的程
2020年8月24日讯/生物谷BIOON/---当DNA断裂时，细胞利用同源重组途径准确地修复断裂，这样就可修复DNA，而且在修复过程中不会发生突变。当多个DNA分子发生断裂时，重组因子会采用一种聪明的策略，只将源自同一DNA分子的DNA片段连接起来。这一点非常重要，这是因为这个过程中的错误会导致不受控制的生长和肿瘤形成。因此，重组机制已经发展到非常精确的程度。
相比之下，在进行减数分裂的特殊细胞--包括人类的精母细胞（spermatocyte）和卵母细胞---中，同源重组有不同的目的。减数分裂的细胞会故意诱导DNA断裂，并利用重组将来自上一代（父本和母本）的染色体之间的DNA序列进行混合和匹配。这样，有机体就实现了新的以前不存在的基因组合。这种多样性是进化的动力之一。因此，这种混合匹配的遗传结果与大多数其他（非减数分裂）细胞中的情况几乎完全相反。
同一种途径（同源重组）如何能实现如此不同的结果呢？答案在于在减数分裂细胞和非减数分裂细胞的重组中发挥作用的蛋白在部分上是不同的。
当重组修复断裂的DNA时，修复过程的中间物被称为接合分子（joint molecule），即连接断裂和未断裂的DNA分子的结构。看来，诀窍在于如何切割这些结构。正常细胞使用的策略是将接合分子分开，使得它们恢复原来的组成。相比之下，减数分裂细胞使用MLH1-MLH3切割DNA，从而产生混合匹配的DNA。
在一项新的研究中，Cejka实验室描述了这种DNA切割的可能机制。他们证实MLH1-MLH3切割DNA是由一种称为PCNA的环状蛋白引导的。PCNA是重组过程中DNA合成所需要的，由于DNA只在一条断裂的链上合成，因此它在接合分子重组中间物中的不对称存在引导MLH1-MLH3以产生交叉的构型切割DNA。相关研究结果于2020年8月19日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Regulation of the MLH1–MLH3 endonuclease in meiosis”。
MLH1-MLH3及相关因子的突变会导致人类不育。（生物谷 Bioon.com）
参考资料：
1.Elda Cannavo et al. Regulation of the MLH1–MLH3 endonuclease in meiosis. Nature, 2020, doi:10.1038/s41586-020-2592-2.
2.Regulation of the MLH1-MLH3 endonuclease in meiosis
https://phys.org/news/2020-08-mlh1-mlh3-endonuclease-meiosis.html
相比之下，在进行减数分裂的特殊细胞--包括人类的精母细胞（spermatocyte）和卵母细胞---中，同源重组有不同的目的。减数分裂的细胞会故意诱导DNA断裂，并利用重组将来自上一代（父本和母本）的染色体之间的DNA序列进行混合和匹配。这样，有机体就实现了新的以前不存在的基因组合。这种多样性是进化的动力之一。因此，这种混合匹配的遗传结果与大多数其他（非减数分裂）细胞中的情况几乎完全相反。
图片来自Nature, 2020, doi:10.1038/s41586-020-2592-2。
同一种途径（同源重组）如何能实现如此不同的结果呢？答案在于在减数分裂细胞和非减数分裂细胞的重组中发挥作用的蛋白在部分上是不同的。
当重组修复断裂的DNA时，修复过程的中间物被称为接合分子（joint molecule），即连接断裂和未断裂的DNA分子的结构。看来，诀窍在于如何切割这些结构。正常细胞使用的策略是将接合分子分开，使得它们恢复原来的组成。相比之下，减数分裂细胞使用MLH1-MLH3切割DNA，从而产生混合匹配的DNA。
在一项新的研究中，Cejka实验室描述了这种DNA切割的可能机制。他们证实MLH1-MLH3切割DNA是由一种称为PCNA的环状蛋白引导的。PCNA是重组过程中DNA合成所需要的，由于DNA只在一条断裂的链上合成，因此它在接合分子重组中间物中的不对称存在引导MLH1-MLH3以产生交叉的构型切割DNA。相关研究结果于2020年8月19日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Regulation of the MLH1–MLH3 endonuclease in meiosis”。
MLH1-MLH3及相关因子的突变会导致人类不育。（生物谷 Bioon.com）
参考资料：
1.Elda Cannavo et al. Regulation of the MLH1–MLH3 endonuclease in meiosis. Nature, 2020, doi:10.1038/s41586-020-2592-2.
2.Regulation of the MLH1-MLH3 endonuclease in meiosis
https://phys.org/news/2020-08-mlh1-mlh3-endonuclease-meiosis.html
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