Experimental exchange of paralogous domains in the MLH family provides evidence of sub-functionalization after gene duplication.
Experimental exchange of paralogous domains in the MLH family provides evidence of sub-functionalization after gene duplication.
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MLH家族中寄生虫结构域的实验交换提供了基因复制后亚官能化的证据。
DOI：
10.1093/g3journal/jkab111
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发表时间：
2021-06-17
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Alani E
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Furman CM;Elbashir R;Pannafino G;Clark NL;Alani E
面包酵母含有大量重复基因；有些功能是多余的，而另一些则具有更专门的角色。我们使用 DNA 错配修复 (MMR) 蛋白的 MLH 家族作为模型，以更好地了解基因复制事件后导致基因特化的步骤。我们重点关注两种高度保守的酵母 MLH 蛋白：Pms1 和 Mlh3，其中 Pms1 在修复 DNA 复制过程中的错误掺入事件中起主要作用，而 Mlh3 则负责解决减数分裂中的重组中间体以形成交叉。面包酵母 Mlh3 和 Pms1 蛋白存在显着差异（总体同一性为 19%），这表明为了使 MLH 蛋白多样化，发生了大量的进化步骤，其中一些是主要步骤，另一些则涉及细微的改进。使用系统发育和分子方法，我们提供的证据表明 MLH 蛋白家族中的所有三个结构域（N 端 ATP 结合、接头、C 端核酸内切酶/MLH 相互作用）对于赋予通路特异性至关重要。重要的是，ATP 结合和核酸内切酶结构域中的 mlh3 等位基因改善了缺乏 Pms1 蛋白的菌株的 MMR 功能，并且不会破坏 Mlh3 减数分裂功能。 mlh3 等位基因补充 Pms1 缺失的能力表明祖先 Pms1/Mlh3 蛋白能够执行 MMR 和交叉功能。我们分析 MLH 通路特异性的策略提供了一种方法来了解旁系同源物如何进化以支持不同的细胞过程。
Baker’s yeast contains a large number of duplicated genes; some function redundantly, whereas others have more specialized roles. We used the MLH family of DNA mismatch repair (MMR) proteins as a model to better understand the steps that lead to gene specialization following a gene duplication event. We focused on two highly conserved yeast MLH proteins, Pms1 and Mlh3, with Pms1 having a major role in the repair of misincorporation events during DNA replication and Mlh3 acting to resolve recombination intermediates in meiosis to form crossovers. The baker’s yeast Mlh3 and Pms1 proteins are significantly diverged (19% overall identity), suggesting that an extensive number of evolutionary steps, some major, others involving subtle refinements, took place to diversify the MLH proteins. Using phylogenetic and molecular approaches, we provide evidence that all three domains (N-terminal ATP binding, linker, C-terminal endonuclease/MLH interaction) in the MLH protein family are critical for conferring pathway specificity. Importantly, mlh3 alleles in the ATP binding and endonuclease domains improved MMR functions in strains lacking the Pms1 protein and did not disrupt Mlh3 meiotic functions. This ability for mlh3 alleles to complement the loss of Pms1 suggests that an ancestral Pms1/Mlh3 protein was capable of performing both MMR and crossover functions. Our strategy for analyzing MLH pathway specificity provides an approach to understand how paralogs have evolved to support distinct cellular processes.
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影响因子：
3.3
作者：
Clark, Nathan L.;Alani, Eric;Aquadro, Charles F.
通讯作者：
Aquadro, Charles F.
影响因子：
10.7
作者：
Castresana, J
通讯作者：
Castresana, J
DOI：
10.1002/yea.3512
发表时间：
2021-01
期刊：
Yeast (Chichester, England)
影响因子：
--
作者：
Furman CM;Elbashir R;Alani E
通讯作者：
Alani E
影响因子：
64.5
作者：
Ban, C;Junop, M;Yang, W
通讯作者：
Yang, W
影响因子：
2.6
作者：
GIETZ, RD;SCHIESTL, RH;WOODS, RA
通讯作者：
WOODS, RA