Tel1(ATM)-mediated interference suppresses clustered meiotic double-strand-break formation.
Tel1(ATM)-mediated interference suppresses clustered meiotic double-strand-break formation.
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DOI：
10.1038/nature13993
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发表时间：
2015-04-02
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：
Garcia V;Gray S;Allison RM;Cooper TJ;Neale MJ
减数分裂重组是许多生物配子发生的关键步骤，能够产生遗传多样性的单倍体配子。在每个减数分裂细胞中，重组是由Spo11产生的大量DNA双链断裂(DSB)启动的，Spo11是一种进化上保守的拓扑异构酶样蛋白，但这些DSB如何相对均匀地分布在组成每对染色体的四个染色单体上尚不清楚。在这里，我们使用酿酒酵母来证明在顺式结构中依赖于距离的DSB干扰(在这种干扰中，DSB的出现抑制了相邻的DSB的形成)--这一过程是由保守的DNA损伤反应激酶Tel1/ATM介导的。Tel1的抑制功能在相对局部范围内起作用，而在较长距离上，即使在Tel1存在的情况下，DSB也有相互独立形成的趋势。值得注意的是，在非常短的距离内，TEL1活性的丧失会导致DSB聚集在协同DSB活动的离散区域内。我们的观察支持一种重组启动的分层观点，其中Tel1/ATM阻止DSB簇，并进一步抑制周围染色体区域内的DSB。这种集体负调控可能有助于确保重组事件均匀分散并以最佳方式安排，以进行遗传交换和有效的染色体分离。
Meiotic recombination is a critical step in gametogenesis for many organisms, enabling the creation of genetically diverse haploid gametes. In each meiotic cell, recombination is initiated by numerous DNA double-strand breaks (DSBs) created by Spo11, the evolutionarily conserved topoisomerase-like protein, but how these DSBs are distributed relatively uniformly across the four chromatids that make up each chromosome pair is poorly understood. Here we employ S. cerevisiae to demonstrate distance-dependent DSB interference in cis (in which the occurrence of a DSB suppresses adjacent DSB formation)—a process that is mediated by the conserved DNA damage response kinase, Tel1/ATM. The inhibitory function of Tel1 acts on a relatively local scale, while over large distances DSBs have a tendency to form independently of one another even in the presence of Tel1. Remarkably, over very short distances, loss of Tel1 activity causes DSBs to cluster within discrete zones of concerted DSB activity. Our observations support a hierarchical view of recombination initiation where Tel1/ATM prevents clusters of DSBs, and further suppresses DSBs within the surrounding chromosomal region. Such collective negative regulation is likely to help ensure that recombination events are dispersed evenly and arranged optimally for genetic exchange and efficient chromosome segregation.
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