我國學者在酵母DNA復制與姐妹染色單體黏連取得新進展

　　在國家自然科學基金項目（項目編號：31630005,31770084,31628011,31771382）等資助下，中國農業大學生物學院微生物學與免疫學系樓慧強教授課題組在釀酒酵母DNA復制與姐妹染色單體黏連研究中連續取得新進展，相關成果以“Dbf4 Recruitment by Forkhead Transcription Factors Defines an Upstream Rate-limiting Step in Determining Origin Firing Timing”（Fkh家族轉錄因子直接招募Dbf4是決定基因組DNA復制起始時序的上游限速步驟）為題,于2018年1月12日發表在Genes & Development（《基因與發育》），論文鏈接：http://genesdev.cshlp.org/content/31/23-24/2405.long。

圖. 酵母DNA復制起始控制（左）；染色質復制與姐妹染色單體黏連建立相偶聯（右）

　　所有生命的生長繁衍離不開細胞分裂，而細胞分裂增殖的核心事件是染色體復制和分配。真核生物基因組有幾千個到幾萬個復制原點。有趣的是，這些復制起點并不同時開始復制，而是按照一定的時空程序啟動。此前研究表明，不同原點的先后復制是由于細胞中部分必需的復制起始因子的分子數量少于原點的數量。這一模型即所謂的“早起的鳥兒有蟲吃”的“限量起始因子模型”。但這些限量因子是如何優先被早期復制起點利用的卻并不清楚。本研究在體內體外實驗中均證明Fkh與Dbf4通過直接的物理互作將Dbf4優先募集到早期復制起點，改變了過去Dbf4能直接結合原點DNA或依賴ORC復合物的觀點。更重要的是，證明了Fkh的DNA復制功能完全獨立于其轉錄功能。審稿人認為，“此前發現一些轉錄因子或表觀遺傳因子都是通過影響已知復制蛋白的表達或活性間接調節DNA復制。這是首例轉錄因子不依賴其轉錄功能直接調節DNA復制起始的例子”。

　　該課題組還證明Dbf4存在獨立于DDK激酶(Dbf4-Cdc7)的額外功能，并與英國John Diffley實驗室互相獨立報道DDK通過磷酸化Mcm2-7進一步介導Sld3的結合，闡明DDK激酶在激活Mcm2-7解旋酶活性從而啟動DNA復制。

　　該課題組于2017年8月1日發現泛素連接酶Rtt101-Mms1與DNA復制叉結合，能夠招募黏連因子Smc3的乙酰化酶Eco1，將姐妹染色單體之間黏連的建立與DNA復制進程相偶聯，相關成果以“Rtt101-Mms1-Mms22 Coordinates Replication-coupled Sister Chromatid Cohesion and Nucleosome Assembly”（Rtt101-Mms1-Mms22協調DNA復制相偶聯的兩個事件：姐妹染色單體黏連和核小體組裝）為題,在EMBO Reports（EMBO報告）發表封面文章，論文鏈接：http://embor.embopress.org/content/18/8/1294.long。

　　這些工作有助于了解真核生物如何保證染色質復制和分配的保真性，即遺傳信息的準確傳遞。