Evidence for a chromosome origin unwinding system broadly conserved in bacteria.
Evidence for a chromosome origin unwinding system broadly conserved in bacteria.
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DOI：
10.1093/nar/gkab560
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发表时间：
2021-07-21
影响因子：
14.9
通讯作者：
Murray H
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Pelliciari S;Dong MJ;Gao F;Murray H
基因组复制是所有细胞增殖的基本要求。在整个生命领域，保守的DNA复制起始蛋白在称为复制起点的特定染色体位点组装，并直接装载复制解旋酶。尽管对细菌复制进行了数十年的研究，但细菌染色体起始结构的多样性使指导起始过程的分子机制的研究变得混乱。最近提出了一个用于打开细菌染色体起源的基础系统（oriC）。在模式生物枯草芽孢杆菌中，一对双链DNA（dsDNA）结合位点（DnaA‐boxes）将复制起始物DnaA引导到相邻的单链DNA（ssDNA）结合基序（DnaA‐trios）上，在那里蛋白质组装成寡聚体，该寡聚体拉伸DNA以促进起点解旋。我们在这里报告说，这些核心元件被预测存在于大多数细菌染色体的起源。此外，我们发现，在体外和体内的起源解旋系统的主要活动是保守的。结果表明，这种oriC解旋的基本机制在功能上是广泛保守的，因此可能代表了一个祖先系统，以打开细菌染色体的起源。
Genome replication is a fundamental requirement for the proliferation of all cells. Throughout the domains of life, conserved DNA replication initiation proteins assemble at specific chromosomal loci termed replication origins and direct loading of replicative helicases. Despite decades of study on bacterial replication, the diversity of bacterial chromosome origin architecture has confounded the search for molecular mechanisms directing the initiation process. Recently a basal system for opening a bacterial chromosome origin (oriC) was proposed. In the model organism Bacillus subtilis, a pair of double-stranded DNA (dsDNA) binding sites (DnaA‐boxes) guide the replication initiator DnaA onto adjacent single-stranded DNA (ssDNA) binding motifs (DnaA‐trios) where the protein assembles into an oligomer that stretches DNA to promote origin unwinding. We report here that these core elements are predicted to be present in the majority of bacterial chromosome origins. Moreover, we find that the principle activities of the origin unwinding system are conserved in vitro and in vivo. The results suggest that this basal mechanism for oriC unwinding is broadly functionally conserved and therefore may represent an ancestral system to open bacterial chromosome origins.
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