Two mechanisms of chromosome fragility at replication-termination sites in bacteria.
Two mechanisms of chromosome fragility at replication-termination sites in bacteria.
复制标题
细菌复制终止位点染色体脆性的两种机制。
DOI：
10.1126/sciadv.abe2846
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发表时间：
2021-06
期刊：
影响因子：
13.6
通讯作者：
Rosenberg SM
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Mei Q;Fitzgerald DM;Liu J;Xia J;Pribis JP;Zhai Y;Nehring RB;Paiano J;Li H;Nussenzweig A;Hastings PJ;Rosenberg SM
在这种情况下，细菌基因组中的DNA反应中间体可能会照亮人类染色体中的疾病驱动区域。染色体脆弱位点与促进基因组不稳定有关，从而导致癌症和神经系统疾病。然而，染色体脆弱的原因和机制仍然是推测性的。在这里，我们鉴定了大肠杆菌基因组中的三个自发脆弱位点，并在高分辨率下定义了它们的DNA损伤和修复中间体。我们发现，所有三个位点，都在复制终止区域，显示周期性的四向DNA或假日连接（HJs）和周期性的DNA断裂。同源性定向双链断裂修复在所有这些位点产生重复的HJs；然而，DNA断裂的不同机制涉及：复制叉在自然复制屏障处崩溃，以及细胞分裂时未分离的姐妹染色体频繁剪切。我们认为这两种机制可能无处不在，包括在人类中，并且可能构成了一些最早的事件，这些事件是体细胞嵌合体、癌症和其他基因组不稳定疾病的基础。
Caught in the act, DNA reaction intermediates in bacterial genomes may illuminate disease-driving regions in human chromosomes. Chromosomal fragile sites are implicated in promoting genome instability, which drives cancers and neurological diseases. Yet, the causes and mechanisms of chromosome fragility remain speculative. Here, we identify three spontaneous fragile sites in the Escherichia coli genome and define their DNA damage and repair intermediates at high resolution. We find that all three sites, all in the region of replication termination, display recurrent four-way DNA or Holliday junctions (HJs) and recurrent DNA breaks. Homology-directed double-strand break repair generates the recurrent HJs at all of these sites; however, distinct mechanisms of DNA breakage are implicated: replication fork collapse at natural replication barriers and, unexpectedly, frequent shearing of unsegregated sister chromosomes at cell division. We propose that mechanisms such as both of these may occur ubiquitously, including in humans, and may constitute some of the earliest events that underlie somatic cell mosaicism, cancers, and other diseases of genome instability.
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影响因子：
3.5
作者：
CHEREPANOV, PP;WACKERNAGEL, W
通讯作者：
WACKERNAGEL, W
影响因子：
3.5
作者：
Gadaleta MC;Noguchi E
通讯作者：
Noguchi E
影响因子：
7.7
作者：
Fitzgerald DM;Hastings PJ;Rosenberg SM
通讯作者：
Rosenberg SM
DOI：
10.1038/nrc.2017.52
发表时间：
2017-07-25
期刊：
Nature reviews. Cancer
影响因子：
--
作者：
Glover TW;Wilson TE;Arlt MF
通讯作者：
Arlt MF
影响因子：
4.5
作者：
El Sayyed, Hafez;Le Chat, Ludovic;Espeli, Olivier
通讯作者：
Espeli, Olivier