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腾讯登录Cell：孔道春等DNA复制叉相关研究获进展
| 导读 | 基因组的稳定性直接关联到细胞是否发生癌变。在DNA复制过程中，如果DNA复制叉出问题，将会导致基因组稳定性的极度改变。先前的研究表明S期细胞周期检验点（the intra-S phase checkpoint）是维持DNA复制叉稳定的必需调控通路。 但是其具体作用机理一直不清楚。
孔道春课题组利用生物化学等方法筛选得到了一批S期细胞周期检验点的靶蛋白。进一步研究发现其中一个靶蛋白Dna2在维... |
基因组的稳定性直接关联到细胞是否发生癌变。在DNA复制过程中，如果DNA复制叉出问题，将会导致基因组稳定性的极度改变。先前的研究表明S期细胞周期检验点（the intra-S phase checkpoint）是维持DNA复制叉稳定的必需调控通路。 但是其具体作用机理一直不清楚。
孔道春课题组利用生物化学等方法筛选得到了一批S期细胞周期检验点的靶蛋白。进一步研究发现其中一个靶蛋白Dna2在维持DNA复制叉稳定中起重要作用。 如果Dna2蛋白缺失或功能变异，将导致DNA复制叉倒转并大量积累。倒转的DNA复制叉是一种病理结构，会导致DNA复制叉垮塌或DNA断裂，进而引起DNA复制不能完成或基因组重排。 S期细胞周期检验点ATR-Chk2通路通过直接磷酸化Dna2在第220位的丝氨酸从而稳定Dna2与停顿的DNA复制叉的结合，Dna2（a flap endonuclease）利用其能切割长片段单链DNA翘起的核酸酶活性来切除停顿的DNA复制叉中的异常单链翘起结构，进而防止复制叉的倒转以维持复制叉稳定。 这一新通路的发现解决了一个长期悬而未决的问题，即S期细胞周期检验点是如何防止复制叉倒转而稳定停顿的DNA复制叉，并为DNA复制叉稳定性的机理研究提供了新的方向，是该领域的重要突破之一。
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此项成果于2012年6月8日以“The Intra-S Phase Checkpoint Targets Dna2 to Prevent Stalled Replication Forks from Reversing”为题在<em>Cell</em>发表，同期还刊发了Mong Sing Lai和Marco Foiani博士共同署名的对该成果的简短评论。
孔道春实验室的博士研究生胡家志、申芬芬、华余和刘阳以及往届本科毕业生陈昱霏、胡以人和张冕均参与该课题研究，其中胡家志为第一作者；英国Sussex大学的Antony Carr和Johanne Murray参与该课题的部分合作；北京大学生命科学学院的纪建国教授和王青松博士参与该课题的质谱鉴定部分；中科院生物物理所的孙磊等参与该项目复制叉倒转的电子显微镜鉴定。本课题得到国家科技部973、重点实验室、985、国家自然科学基金委等的资助。
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<img src="http://www.bioon.com/biology/UploadFiles/201207/2012070121283433.jpg" alt="" width="113" height="149" border="0" />
<a title="" href="http://dx.doi.org/doi:10.1016/j.cell.2012.04.030" target="_blank">doi:10.1016/j.cell.2012.04.030</a>
PMC:
PMID:
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<br/><strong>The Intra-S Phase Checkpoint Targets Dna2 to Prevent Stalled Replication Forks from Reversing</strong><br/>
Jiazhi Hu, Lei Sun, Fenfen Shen, Yufei Chen, Yu Hua, Yang Liu, Mian Zhang, Yiren Hu, Qingsong Wang, Wei Xu, Fei Sun, Jianguo Ji, Johanne M. Murray, Antony M. Carr, Daochun Kong
When replication forks stall at damaged bases or upon nucleotide depletion, the intra-S phase checkpoint ensures they are stabilized and can restart. In intra-S checkpoint-deficient budding yeast, stalling forks collapse, and ∼10% form pathogenic chicken foot structures, contributing to incomplete replication and cell death (Lopes et al., 2001,Sogo et al., 2002,Tercero and Diffley, 2001). Using fission yeast, we report that the Cds1Chk2 effector kinase targets Dna2 on S220 to regulate, both in vivo and in vitro, Dna2 association with stalled replication forks in chromatin. We demonstrate that Dna2-S220 phosphorylation and the nuclease activity of Dna2 are required to prevent fork reversal. Consistent with this, Dna2 can efficiently cleave obligate precursors of fork regression—regressed leading or lagging strands—on model replication forks. We propose that Dna2 cleavage of regressed nascent strands prevents fork reversal and thus stabilizes stalled forks to maintain genome stability during replication stress.
<br/>来源：北大生科院
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孔道春课题组利用生物化学等方法筛选得到了一批S期细胞周期检验点的靶蛋白。进一步研究发现其中一个靶蛋白Dna2在维持DNA复制叉稳定中起重要作用。 如果Dna2蛋白缺失或功能变异，将导致DNA复制叉倒转并大量积累。倒转的DNA复制叉是一种病理结构，会导致DNA复制叉垮塌或DNA断裂，进而引起DNA复制不能完成或基因组重排。 S期细胞周期检验点ATR-Chk2通路通过直接磷酸化Dna2在第220位的丝氨酸从而稳定Dna2与停顿的DNA复制叉的结合，Dna2（a flap endonuclease）利用其能切割长片段单链DNA翘起的核酸酶活性来切除停顿的DNA复制叉中的异常单链翘起结构，进而防止复制叉的倒转以维持复制叉稳定。 这一新通路的发现解决了一个长期悬而未决的问题，即S期细胞周期检验点是如何防止复制叉倒转而稳定停顿的DNA复制叉，并为DNA复制叉稳定性的机理研究提供了新的方向，是该领域的重要突破之一。
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此项成果于2012年6月8日以“The Intra-S Phase Checkpoint Targets Dna2 to Prevent Stalled Replication Forks from Reversing”为题在<em>Cell</em>发表，同期还刊发了Mong Sing Lai和Marco Foiani博士共同署名的对该成果的简短评论。
孔道春实验室的博士研究生胡家志、申芬芬、华余和刘阳以及往届本科毕业生陈昱霏、胡以人和张冕均参与该课题研究，其中胡家志为第一作者；英国Sussex大学的Antony Carr和Johanne Murray参与该课题的部分合作；北京大学生命科学学院的纪建国教授和王青松博士参与该课题的质谱鉴定部分；中科院生物物理所的孙磊等参与该项目复制叉倒转的电子显微镜鉴定。本课题得到国家科技部973、重点实验室、985、国家自然科学基金委等的资助。
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<a title="" href="http://dx.doi.org/doi:10.1016/j.cell.2012.04.030" target="_blank">doi:10.1016/j.cell.2012.04.030</a>
PMC:
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<br/><strong>The Intra-S Phase Checkpoint Targets Dna2 to Prevent Stalled Replication Forks from Reversing</strong><br/>
Jiazhi Hu, Lei Sun, Fenfen Shen, Yufei Chen, Yu Hua, Yang Liu, Mian Zhang, Yiren Hu, Qingsong Wang, Wei Xu, Fei Sun, Jianguo Ji, Johanne M. Murray, Antony M. Carr, Daochun Kong
When replication forks stall at damaged bases or upon nucleotide depletion, the intra-S phase checkpoint ensures they are stabilized and can restart. In intra-S checkpoint-deficient budding yeast, stalling forks collapse, and ∼10% form pathogenic chicken foot structures, contributing to incomplete replication and cell death (Lopes et al., 2001,Sogo et al., 2002,Tercero and Diffley, 2001). Using fission yeast, we report that the Cds1Chk2 effector kinase targets Dna2 on S220 to regulate, both in vivo and in vitro, Dna2 association with stalled replication forks in chromatin. We demonstrate that Dna2-S220 phosphorylation and the nuclease activity of Dna2 are required to prevent fork reversal. Consistent with this, Dna2 can efficiently cleave obligate precursors of fork regression—regressed leading or lagging strands—on model replication forks. We propose that Dna2 cleavage of regressed nascent strands prevents fork reversal and thus stabilizes stalled forks to maintain genome stability during replication stress.
<br/>来源：北大生科院
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