Concerted cutting by Spo11 illuminates meiotic DNA break mechanics.
Concerted cutting by Spo11 illuminates meiotic DNA break mechanics.
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DOI：
10.1038/s41586-021-03389-3
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发表时间：
2021-06
期刊：
影响因子：
64.8
通讯作者：
Neale MJ
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Johnson D;Crawford M;Cooper T;Claeys Bouuaert C;Keeney S;Llorente B;Garcia V;Neale MJ
在减数分裂过程中，通过修复由拓扑异构酶样Spo 11蛋白产生的DNA双链断裂（DSB），发生遗传重组。Spo 11 DSB优先在称为热点的核小体耗尽区域形成，但Spo 11如何与其DNA底物结合以催化DNA切割尚不清楚。虽然大多数重组事件是由一个单一的Spo 11削减，我们表明，超本地化，协调Spo 11 DSBs-双切口-也形成，仅33至超过100个碱基对分开。值得注意的是，双切长度变化的周期性约10.5个碱基对，保守的酵母和小鼠，调用一个模型，其中相邻的Spo 11分子的方向是固定的相对于DNA螺旋-一个建议支持的Spo 11核心复合物的体外DNA结合特性。深度测序减数分裂后代鉴定重组疤痕与从相邻Spo 11 DSB产生的缺口开始的修复一致。总的来说，这些结果修改了目前对Spo 11-DSB形成机制的思考，并扩展了减数分裂期间缺口修复的原始概念，以包括Spo 11本身产生的DNA缺口。
Genetic recombination arises during meiosis via repair of DNA double-strand breaks (DSBs) created by the topoisomerase-like Spo11 protein. Spo11 DSBs form preferentially in nucleosome-depleted regions termed hotspots, yet how Spo11 engages with its DNA substrate to catalyse DNA cleavage is poorly understood. Whilst most recombination events are initiated by a singular Spo11 cut, we demonstrate that hyper-localised, concerted Spo11 DSBs—double-cuts—also form, separated by just ~33 to over 100 base pairs. Remarkably, double-cut lengths vary with a periodicity of ~10.5 base pairs, conserved in yeast and mouse, invoking a model where the orientation of adjacent Spo11 molecules is fixed relative to the DNA helix—a proposal supported by in vitro DNA-binding properties of the Spo11 core complex. Deep sequencing meiotic progeny identifies recombination scars consistent with repair initiated from gaps generated by adjacent Spo11 DSBs. Collectively, these results revise current thinking about the mechanics of Spo11-DSB formation and expand upon the original concepts of gap repair during meiosis to include DNA gaps generated by Spo11 itself.
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影响因子：
64.8
作者：
Garcia V;Gray S;Allison RM;Cooper TJ;Neale MJ
通讯作者：
Neale MJ
影响因子：
4.5
作者：
Carballo JA;Panizza S;Serrentino ME;Johnson AL;Geymonat M;Borde V;Klein F;Cha RS
通讯作者：
Cha RS
SPO11核心复合物的结构和功能表征。
影响因子：
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作者：
Claeys Bouuaert C;Tischfield SE;Pu S;Mimitou EP;Arias-Palomo E;Berger JM;Keeney S
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作者：
Kulkarni DS;Owens SN;Honda M;Ito M;Yang Y;Corrigan MW;Chen L;Quan AL;Hunter N
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Blat, Y;Protacio, RU;Kleckner, N
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