Recombinase-independent chromosomal rearrangements between dispersed inverted repeats in Saccharomyces cerevisiae meiosis.
Recombinase-independent chromosomal rearrangements between dispersed inverted repeats in Saccharomyces cerevisiae meiosis.
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DOI：
10.1093/nar/gkad650
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发表时间：
2023-10-13
影响因子：
14.9
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中科院分区：
文献类型：
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作者：
通过同源重组 (HR) 进行 DNA 双链断裂 (DSB) 修复，使用具有相似序列的 DNA 模板来恢复遗传特性。等位基因 DNA 修复模板可以在姐妹染色单体或同源染色体上找到。在减数分裂重组过程中，DSB 优先从同源染色体进行修复，其中一部分 HR 事件会产生交叉。然而，相似 DNA 序列的区域存在于整个基因组中，提供了潜在的 DNA 修复模板。当 DSB 修复发生在这些非等位基因位点（称为异位重组）时，可能会出现染色体重复、缺失和重排。在这里，我们详细描述了野生型酿酒酵母中一对分散的反向重复序列在局部和染色体尺度上产生的异位重组——后者通过总染色体无着丝粒和双着丝粒染色体重排来识别。 DNA 损伤检查点钳加载器 Rad24 和 RecQ 解旋酶 Sgs1 的突变会导致异位重组增加。出乎意料的是，RecA 直向同源物 Rad51 和 Dmc1 的额外突变改变了（但没有消除）所产生的异位重组体的类型，揭示了由单链退火途径驱动的一类新型反向染色体重排。这些数据为了解减数分裂期间关键 DNA 修复蛋白在调节 DNA 修复途径和模板选择中的作用提供了重要见解。
DNA double-strand break (DSB) repair by homologous recombination (HR) uses a DNA template with similar sequence to restore genetic identity. Allelic DNA repair templates can be found on the sister chromatid or homologous chromosome. During meiotic recombination, DSBs preferentially repair from the homologous chromosome, with a proportion of HR events generating crossovers. Nevertheless, regions of similar DNA sequence exist throughout the genome, providing potential DNA repair templates. When DSB repair occurs at these non-allelic loci (termed ectopic recombination), chromosomal duplications, deletions and rearrangements can arise. Here, we characterize in detail ectopic recombination arising between a dispersed pair of inverted repeats in wild-type Saccharomyces cerevisiae at both a local and a chromosomal scale—the latter identified via gross chromosomal acentric and dicentric chromosome rearrangements. Mutation of the DNA damage checkpoint clamp loader Rad24 and the RecQ helicase Sgs1 causes an increase in ectopic recombination. Unexpectedly, additional mutation of the RecA orthologues Rad51 and Dmc1 alters—but does not abolish—the type of ectopic recombinants generated, revealing a novel class of inverted chromosomal rearrangement driven by the single-strand annealing pathway. These data provide important insights into the role of key DNA repair proteins in regulating DNA repair pathway and template choice during meiosis.
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