Investigating sliding clamps and their contribution to genome stability
研究滑动夹及其对基因组稳定性的贡献
基本信息
- 批准号:10373968
- 负责人:
- 金额:$ 3.17万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2021
- 资助国家:美国
- 起止时间:2021-03-14 至 2024-03-13
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:AddressAffectAffinityBindingBiochemicalBiological AssayCalorimetryCell CycleCell Cycle ProgressionCellsChemoresistanceClientClosure by clampComplexCryoelectron MicroscopyCysteineDNADNA DamageDNA RepairDNA Repair PathwayDNA Sequence AlterationDNA StructureDNA biosynthesisDevelopmentDiseaseDissociationDrug DesignEnsureEquilibriumGenetic CodeGenomeGenome StabilityGenomic InstabilityI-antigenIsoleucineLinkMaintenanceMalignant NeoplasmsModelingMolecularMolecular ConformationMutationOncogenicPathway interactionsPlayProliferating Cell Nuclear AntigenProteinsRAD9A geneRegulationResearchResectedResidenciesResolutionRoleSOS ResponseSeriesSerineSiteSlideSpecificityStructureTimeTitrationsTumor MarkersVariantWorkX-Ray Crystallographychromatin remodelingds-DNAexperienceexperimental studygenetic informationgenome integrityimprovedinsightinterdisciplinary approachmutantprematurerepairedresidencetumor diagnostic
项目摘要
Project Summary
All cells must replicate their genome once per cell cycle. To ensure proper duplication, cells integrate
hundreds of factors that copy, surveil, and repair our genetic information. Proliferating Cell Nuclear Antigen
[PCNA] and Rad9-Rad1-Hus1 [9-1-1] are ring-shaped clamps that act as master “conductors” that regulate many
of the factors that replicate and maintain our DNA. PCNA is a homotrimeric ring that coordinates the replisome
during DNA synthesis to work in tandem with DNA repair, chromatin remodeling, and cell cycle progression.
When cells experience dsDNA breaks, they use the heterotrimeric clamp 9-1-1 to coordinate specific “SOS”
repair factors. The collaborative efforts of both clamps are critical for genome stability. Many cancers are linked
to inappropriate clamp coordination and changes in their expression. Because sliding clamps are central to many
oncogenic pathways, we must address how they regulate themselves and their client partners. This proposal
aims to address the following questions about sliding clamps: 1) How do sliding clamps coordinate their various
partners? 2) Does the time sliding clamps spend on DNA influence genome stability? and 3) What determines
site-specific loading of sliding clamps? I propose a multidisciplinary approach to address these questions about
sliding clamps by investigating two-disease causing PCNA variants [PCNA-S228I [serine to isoleucine] and
PCNA-C148S [cysteine to serine]] and the loading mechanism of 9-1-1. I hypothesize that sliding clamps
control genome integrity via site-specific loading, proper partner interactions, and residence-time on
DNA. I further hypothesize that PCNA-S228I and PCNA-C148S disrupt genome integrity by either
promoting premature DNA dissociation or disrupting partner interactions. Finally, I hypothesize that the
Rad17 subunit alters the clamp loader structure to specifically load the 9-1-1 clamp at sites of DNA
damage. In aims 1 and 2, I will use PCNA-S228I and PCNA-C148S to address how clamps “choose” their
partners and regulate their time on DNA. I will use x-ray crystallography, unfolding experiments, and a series of
functional assays to determine how each variant compromises genome stability. In aim 3, I will determine the
loading mechanism of clamp 9-1-1 to address how clamps are loaded to specific sites in the genome. I will use
cryo-electron microscopy to determine how Rad17-RFC binds to clamp 9-1-1. Collectively, my work will broaden
our insight into the factors that cause genome instability which may augment the development of personalized
chemotherapeutics.
项目概要
所有细胞必须在每个细胞周期复制一次基因组,以确保正确的复制,细胞会整合。
复制、监视和修复我们的遗传信息的数百个因子。
[PCNA] 和 Rad9-Rad1-Hus1 [9-1-1] 是环形夹具,充当主“导体”,调节许多
复制和维持 DNA 的因子中的一个是协调复制体的同源三聚体环。
DNA 合成过程中与 DNA 修复、染色质重塑和细胞周期进程协同工作。
当细胞经历 dsDNA 断裂时,它们使用异源三聚体夹 9-1-1 来协调特定的“SOS”
两个钳子的协同作用对于基因组稳定性至关重要。
不适当的夹具协调及其表达的变化,因为滑动夹具是许多的核心。
致癌途径,我们必须解决他们如何监管自己及其客户合作伙伴的问题。
旨在解决有关滑动夹具的以下问题: 1)滑动夹具如何协调其各种功能
2) 滑动夹在 DNA 上花费的时间是否会影响基因组稳定性? 3) 是什么决定了这一点?
我提出了一种多学科方法来解决这些问题
通过研究导致两种疾病的 PCNA 变异 [PCNA-S228I [丝氨酸到异亮氨酸] 和
PCNA-C148S【半胱氨酸转丝氨酸】]以及9-1-1的加载机制。
通过位点特异性加载、适当的伙伴相互作用和停留时间来控制基因组完整性
我进一步发现 PCNA-S228I 和 PCNA-C148S 通过任一方式破坏基因组完整性。
促进 DNA 过早解离或破坏伴侣相互作用 最后,我发现
Rad17 亚基改变了钳装载机结构,以在 DNA 位点上特异性装载 9-1-1 钳
在目标 1 和 2 中,我将使用 PCNA-S228I 和 PCNA-C148S 来解决夹具如何“选择”它们的问题。
我将使用 X 射线晶体学、展开实验和一系列的方法来控制他们的 DNA 时间。
确定每个变异如何损害基因组稳定性的功能分析 在目标 3 中,我将确定
我将使用夹具 9-1-1 的加载机制来解决如何将夹具加载到基因组中的特定位点。
冷冻电子显微镜来确定 Rad17-RFC 如何结合钳 9-1-1 总的来说,我的工作将拓宽。
我们对导致基因组不稳定的因素的洞察可能会促进个性化的发展
化疗。
项目成果
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专著数量(0)
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