Genome-wide analysis identifies genes required for repair of DNA strand breaks

全基因组分析识别修复 DNA 链断裂所需的基因

基本信息

  • 批准号:
    8289252
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 29.26万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2012
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2012-04-01 至 2016-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

DESCRIPTION (provided by applicant): Project Summary/Abstract Cellular proteins that rejoin the ends of broken chromosomes at sites called DNA double-strand breaks (DSBs) are vital because inefficient repair of such lesions leads to mutations and chromosome instability. Several human genetic disorders have been linked to defects in this type of DNA repair and have been shown to predispose affected individuals to development of cancer and/or premature aging. The goal of the proposed work is to improve our understanding of the genes and metabolic pathways required for efficient repair of broken DNA. Specific objectives are to investigate new genes identified in a genome-wide genetic search to determine their roles in the two major pathways responsible for repairing DSBs and in maintenance of DNA sequence integrity. Our unique genetic screening approach, employing two large libraries of mutant strains, has identified new genes required for repair of DSBs in the model eukaryote Saccharomyces cerevisiae (budding yeast). Each of the new mutants lacks the ability to repair DSBs induced by synthesis of a DNA strand-breaking endonuclease inside cells and after exposure to strand-breaking chemicals. These phenotypes are hallmarks of DSB repair mutants and indeed 21 known repair genes were detected in the genetic search. A total of 44 new genes were identified that have not previously been linked to DSB repair and are likely to have important functions in yeast cells and, via conserved genes with equivalent functions, in cells of higher organisms. The experiments proposed in the Aims of this proposal are designed to define the functions of these genes in the two known DSB repair pathways, which are called homologous recombination and nonhomologous end-joining (NHEJ). DNA repair and DNA mutation rates will be quantitated using genetic assays developed for those purposes. Each of the experiments has been designed to assess the functions of the new genes using relatively rapid, high throughput methods that retain the ability to yield strong statistics. The findings will spotlight those specific genes that are most critical for maintenance of genome integrity and are of greatest concern for their potential impact on DNA stability in other organisms including humans. PUBLIC HEALTH RELEVANCE: Project Narrative Many of the genes that protect DNA within human cells from mutations and rearrangements have yet to be identified. The proposed work will investigate the functions of over 40 yeast genes recently shown to protect DNA integrity. Most of the protective yeast genes share strong sequence similarity with human genes which may serve similar functions.
描述(由申请人提供): 在称为DNA双链断裂(DSB)的位点重新加入破碎染色体的末端的项目摘要/抽象细胞蛋白至关重要,因为这种病变的效率低下会导致突变和染色体不稳定性。几种人类遗传疾病与这种DNA修复中的缺陷有关,已被证明使受影响的个体倾向于癌症和/或过早衰老。拟议工作的目的是提高我们对有效修复破裂DNA所需的基因和代谢途径的理解。具体目标是研究在全基因组遗传搜索中鉴定出的新基因,以确定它们在负责修复DSB和维持DNA序列完整性的两个主要途径中的作用。我们采用两个大型突变菌株文库的独特遗传筛查方法已经确定了在酿酒酵母(Butding Yeast)模型中修复DSB所需的新基因。每个新突变体都缺乏修复通过合成细胞内部核酸内切核酸酶诱导的DSB的能力,并在暴露于链破裂的化学物质后。这些表型是DSB修复突变体的标志,实际上在遗传搜索中检测到了21个已知的修复基因。总共鉴定了44个新基因,这些基因以前尚未与DSB修复有关,并且可能在酵母细胞中具有重要功能,并且通过具有等效功能的保守基因在较高生物体的细胞中具有重要功能。该提案目的提出的实验旨在定义这些基因在两个已知的DSB修复途径中的功能,这些功能称为同源重组和非同源终端结合(NHEJ)。 DNA修复和DNA突变率将使用用于这些目的的遗传测定法进行定量。每个实验都设计为使用相对较快的高吞吐量方法来评估新基因的功能,以保留产生强统计的能力。这些发现将聚焦那些对维护最重要的特定基因 基因组完整性和最关心的是它们对包括人类在内的其他生物的DNA稳定性的潜在影响。 公共卫生相关性: 项目叙事尚未确定许多保护人类细胞中DNA免受突变和重排的基因。拟议的工作将研究最近显示的40多种酵母基因的功能,以保护DNA完整性。大多数保护性酵母基因与可能具有相似功能的人类基因具有很强的序列相似性。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Identification of RNase-resistant RNAs in Saccharomyces cerevisiae extracts: Separation from chromosomal DNA by selective precipitation.
酿酒酵母提取物中 RNase 抗性 RNA 的鉴定:通过选择性沉淀从染色体 DNA 中分离。
  • DOI:
    10.1016/j.ab.2015.09.017
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Rodriguez,BlancaV;Malczewskyj,EricT;Cabiya,JoshuaM;Lewis,LKevin;Maeder,Corina
  • 通讯作者:
    Maeder,Corina
Enhancing yields of low and single copy number plasmid DNAs from Escherichia coli cells.
提高大肠杆菌细胞中低拷贝数和单拷贝数质粒 DNA 的产量。
  • DOI:
    10.1016/j.mimet.2016.12.016
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.2
  • 作者:
    Wood,WhitneyN;Smith,KyleD;Ream,JenniferA;Lewis,LKevin
  • 通讯作者:
    Lewis,LKevin
A multistep genomic screen identifies new genes required for repair of DNA double-strand breaks in Saccharomyces cerevisiae.
  • DOI:
    10.1186/1471-2164-14-251
  • 发表时间:
    2013-04-15
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.4
  • 作者:
    McKinney JS;Sethi S;Tripp JD;Nguyen TN;Sanderson BA;Westmoreland JW;Resnick MA;Lewis LK
  • 通讯作者:
    Lewis LK
Horizontal Agarose Gel Mobility Shift Assay for Protein-RNA Complexes.
蛋白质-RNA 复合物的水平琼脂糖凝胶迁移率变化测定。
Rapid agarose gel electrophoretic mobility shift assay for quantitating protein: RNA interactions.
  • DOI:
    10.1016/j.ab.2016.07.027
  • 发表时间:
    2016-10-15
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Ream JA;Lewis LK;Lewis KA
  • 通讯作者:
    Lewis KA
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    $ 29.26万
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