The Role of Topoisomerase II in DNA Repair and Recombination in Arabidopsis thaliana.
The Role of Topoisomerase II in DNA Repair and Recombination in Arabidopsis thaliana.
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拓扑异构酶II在拟南芥DNA修复和再生中的作用。
DOI：
10.3390/ijms222313115
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发表时间：
2021-12-04
影响因子：
5.6
通讯作者：
Sanchez-Moran E
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Martinez-Garcia M;White CI;Franklin FCH;Sanchez-Moran E
在正常的DNA代谢过程中，经常会出现DNA缠结和超卷曲。DNA拓扑异构酶是高度保守的酶，它解决了这些结构产生的拓扑问题。拓扑异构酶II （TOPII）通过断裂两条DNA链来去除DNA超级线圈，使DNA双链通过断裂并重新连接断裂的DNA链，从而释放DNA中的拓扑应力。在一些模式生物中，TOPII在DNA复制、染色体凝聚、异染色质代谢、端粒解缠、着丝粒十烷化、交叉（CO）干扰传递、互锁分解和染色体分离等过程中发挥关键的DNA代谢作用。在这项研究中，我们揭示了拟南芥TOPII在正常根系生长和细胞周期以及通过同源重组修复有丝分裂DNA中的内源作用。此外，我们发现该蛋白是减数分裂DSB修复过程所必需的，但不是CO形成所必需的。我们认为TOPII可能通过缓解HR链入侵和d环形成所需的应力来促进有丝分裂HR DNA修复。
DNA entanglements and supercoiling arise frequently during normal DNA metabolism. DNA topoisomerases are highly conserved enzymes that resolve the topological problems that these structures create. Topoisomerase II (TOPII) releases topological stress in DNA by removing DNA supercoils through breaking the two DNA strands, passing a DNA duplex through the break and religating the broken strands. TOPII performs key DNA metabolic roles essential for DNA replication, chromosome condensation, heterochromatin metabolism, telomere disentanglement, centromere decatenation, transmission of crossover (CO) interference, interlock resolution and chromosome segregation in several model organisms. In this study, we reveal the endogenous role of Arabidopsis thaliana TOPII in normal root growth and cell cycle, and mitotic DNA repair via homologous recombination. Additionally, we show that the protein is required for meiotic DSB repair progression, but not for CO formation. We propose that TOPII might promote mitotic HR DNA repair by relieving stress needed for HR strand invasion and D-loop formation.
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