ATR protects ongoing and newly assembled DNA replication forks through distinct mechanisms.
ATR protects ongoing and newly assembled DNA replication forks through distinct mechanisms.
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DOI：
10.1016/j.celrep.2023.112792
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发表时间：
2023-07-25
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影响因子：
8.8
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中科院分区：
文献类型：
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作者：
ATR激酶在S期保护基因组的完整性，但ATR如何保护DNA复制叉仍不完全清楚。在这里，我们结合联合收割机四个不同的检测分析ATR功能，在正在进行的和新组装的复制叉后，复制抑制由羟基脲。在进行中的分叉，ATR抑制剂（ATRi）增加MRE 11和EXO 1介导的新生DNA降解PrimPol-generated，单链DNA（ssDNA）的差距。ATRi还通过叉解偶联和新生DNA降解暴露模板ssDNA。电子显微镜显示，ATRi通过增加间隙依赖性新生DNA降解来减少反向叉。在新的分叉处，ATRi通过EXO 1触发MRE 11和CtIP启动的模板DNA降解，暴露新生的ssDNA。在PARP抑制后，ATRi优先加剧BRCA 1/2缺陷细胞中正在进行的分叉处的间隙依赖性新生DNA降解，并破坏BRCA 1缺陷、PARP抑制剂抗性细胞中恢复的间隙保护。因此，ATR通过不同的机制保护正在进行的和新的分叉，提供了ATR在稳定复制分叉方面的功能的扩展视图。Leung等人使用四种不同的测定系统地研究了ATR如何保护应激复制叉。在进行中的分叉，ATR拮抗分叉解偶联，防止新生DNA降解的差距，并促进分叉逆转，而在新的分叉，ATR防止MRN-CtIP启动的模板DNA降解。
The ATR kinase safeguards genomic integrity during S phase, but how ATR protects DNA replication forks remains incompletely understood. Here, we combine four distinct assays to analyze ATR functions at ongoing and newly assembled replication forks upon replication inhibition by hydroxyurea. At ongoing forks, ATR inhibitor (ATRi) increases MRE11- and EXO1-mediated nascent DNA degradation from PrimPol-generated, single-stranded DNA (ssDNA) gaps. ATRi also exposes template ssDNA through fork uncoupling and nascent DNA degradation. Electron microscopy reveals that ATRi reduces reversed forks by increasing gap-dependent nascent DNA degradation. At new forks, ATRi triggers MRE11- and CtIP-initiated template DNA degradation by EXO1, exposing nascent ssDNA. Upon PARP inhibition, ATRi preferentially exacerbates gap-dependent nascent DNA degradation at ongoing forks in BRCA1/2-deficient cells and disrupts the restored gap protection in BRCA1-deficient, PARP-inhibitor-resistant cells. Thus, ATR protects ongoing and new forks through distinct mechanisms, providing an extended view of ATR’s functions in stabilizing replication forks. Leung et al. systematically investigated how ATR protects stressed replication forks using four distinct assays. At ongoing forks, ATR antagonizes fork uncoupling, prevents nascent DNA degradation from gaps, and promotes fork reversal, whereas at new forks, ATR prevents MRN-CtIP-initiated template DNA degradation.
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作者：
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Berti, Matteo;Chaudhuri, Arnab Ray;Thangavel, Saravanabhavan;Gomathinayagam, Shivasankari;Kenig, Sasa;Vujanovic, Marko;Odreman, Federico;Glatter, Timo;Graziano, Simona;Mendoza-Maldonado, Ramiro;Marino, Francesca;Lucic, Bojana;Biasin, Valentina;Gstaiger, Matthias;Aebersold, Ruedi;Sidorova, Julia M.;Monnat, Raymond J., Jr.;Lopes, Massimo;Vindigni, Alessandro
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Nussenzweig A