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原文
Molecular Cell· Ashish Verma, Changlei Zhu, Bernadette Truong, Silvija Bilokapic, Rebekah DeVries, Aaron Pitre, Younus A. Bhat, Anang A. Shelat, Mario Halic, Hai T. Dao·· 18 小时前精选评分70

PARP1直接拆解核小体并调控DNA修复

PARP1 directly disassembles nucleosomes to regulate DNA repair

导读

PARP1直接拆解核小体,促进NAD+依赖的H2A-H2B二聚体移除,并生成DNA可及性更高的定向六聚体。H2A C端尾部支持这一重塑活性,将PARP1依赖的核小体拆解与细胞对DNA损伤的反应相联系。

深度解读

基因组DNA的损伤发生在染色质环境中,核小体既是修复的物理屏障,也是信号平台。长期以来,对损伤染色质应答的认识主要来自H2A家族变异体H2AX:双链断裂后1–3分钟内H2AX即被磷酸化并形成焦点,Rad50、Rad51、BRCA1等修复因子随之聚集[3];γH2AX由MDC1的BRCT结构域直接识别,是招募损伤应答蛋白的核心信号[2],其尾部磷酸化被认为通过染色质重塑来浓缩修复和信号因子[1]。沿H2AX-MDC1-RNF8-RNF168-53BP1的染色质信号链还影响修复途径选择——REV7丢失可恢复BRCA1缺陷细胞的末端切除与同源重组,从而造成PARP抑制剂耐药[4]。另一方面,PARP1以锌指结合DNA断裂,快速催化聚ADP核糖基化,把损伤转化为启动修复程序的胞内信号[5][6]。但上述图景中,染色质层面的变化主要被归于共价修饰与蛋白招募,PARP1能否直接改变核小体本身的结构并不清楚。

Verma、Zhu等的新工作(已在bioRxiv以预印本形式公开[7],据报道随后被Cell Press旗下期刊接收[8])给出了答案的关键部分:PARP1能以NAD+依赖的方式直接解体核小体,促使H2A-H2B二聚体被驱逐,生成具有特定取向的hexasome(六聚体),并使DNA可及性升高;H2A的C末端尾部支撑这一重塑活性,由此把PARP1依赖的核小体解组装与细胞对DNA损伤的应答联系起来。

这一结果将PARP1的角色从“损伤传感器加PAR化信号”推进为直接的染色质结构重塑者:其酶活不只是修饰染色质相关蛋白以启动修复程序[5],而是本身驱动移除H2A-H2B二聚体这一明确的构象转变。H2A C末端尾部在此的作用,也与H2AX尾部经磷酸化招募MDC1的经典通路[1][2]相互映照——两条线索都把H2A家族组蛋白尾部推到损伤应答的前台,只是作用环节不同;它与决定修复选择的染色质信号链[4]则构成上下游互补的层次。

遗留问题同样清楚:摘要未说明这种解组装在细胞内的效率与普遍性、hexasome随后是被重建还是交给其他因子,以及它与γH2AX-MDC1信号[2]和53BP1-REV7轴[4]如何衔接;它对PARP抑制剂疗效与耐药[4][6]是否有直接影响,也仍待细胞与体内层面的检验。

推荐理由

原文呈现PARP1促进H2A-H2B二聚体移出并形成定向六聚体的机制,为理解核小体拆解如何关联DNA损伤反应提供依据。

来源:Molecular Cell · cell.com

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