酿酒酵母DNA复制起始过程中解旋酶Mcm2-7的变构激活机理
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:31630005
- 项目类别:重点项目
- 资助金额:274.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:C0103.微生物组学与代谢
- 结题年份:2021
- 批准年份:2016
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2017-01-01 至2021-12-31
- 项目参与者:赵率军; 李丽莉; 史蒂; 刘路; 李晓丽; 孙海涛; 张忠鑫; 苏启迪;
- 关键词:
项目摘要
Saccharomyces cerevisiae is one of the best model organisms for studying DNA replication, a fundamental and essential process in all living things. In eukaryotes, DNA helicase Mcm2-7, the core replication component, is assembled as an inactive double hexameric form in G1 phase. It remains to be elucidated how it is activated when cells enter S phase to initiate bidirectional replication. In our recently published work, we developed a novel strategy to purify the native endogenous MCM supercomplexes instead of the conventional in vitro reconstitution. We were thus able to identify the new components and dynamics of MCM supercomplexes during cell cycle progression, which leads to a Mcm10-interaction dependent “MCM double hexamer split model”. Based on these findings, particularly the well-established approaches for studying native replication machines, we commitment to investigate the detailed mechanisms of MCM remodeling and activation prior to replication initiation. Moreover, we will explore the possible crosstalk or cooperation between Mcm10 and other initiation factors. This study will help to resolve the long-lasting puzzles of replicative helicase MCM and replication initiation in eukaryotes, which will inevitably contribute to our knowledge of genome stability and cellular growth.
酿酒酵母是研究DNA复制这一生命科学前沿课题的主要模式。真核复制机器的核心组分解旋酶Mcm2-7在G1期以无活性的双六聚体构象组装,但在S期如何被激活起始复制的机制不明。本课题组2015年发表的工作中,采用不同于前人体外重建的新策略,建立了一整套直接纯化酵母内源Mcm2-7及其超级蛋白复合体的新方法,揭示了MCM复合体的新组分及其内部构象随细胞周期行进的动态时空变化,首次提出了依赖Mcm10动态互作的“MCM双六聚体分离变构模型”。基于这一新的关键步骤的发现,尤其是已成熟的天然复制机器研究体系,我们急需获得重点资助,得以更深入地探究MCM变构激活及复制起始的完整工作机制,并综合分析各激活通路之间可能存在的关联合作机制。本研究将有助于解决困扰真核DNA复制领域数十年之久的MCM活性及起始控制这一重点难题,使经典的DNA双向复制模型更加完整清晰,加深对遗传信息稳定传递及生物生长增殖过程的认识。
结项摘要
真核复制机器的核心组分解旋酶Mcm2-7在G1期以无活性的双六聚体构象组装,但在S期如何被激活起始复制的机制不明。本项目以模式生物酿酒酵母为材料,首次在S期鉴定到同时包含两个MCM、两个Cdc45和两个GINS的 “double CMG (d-CMG)”复合物。d-CMG在S期开始形成积累,在S期后期逐渐减少直至消失;d-CMG没有解旋酶活性和DNA复制能力。通过电镜观察到CMG相关复合体中有多种不同构象的d-CMG存在,为无活性的MCM双六聚体向有活性的单CMG/replisome转换过程中的一系列中间态复合体。更进一步,Mcm10-Mcm2-7具有相互作用,且受细胞周期及S-CDK磷酸化调控;Mcm10与DDK协同作用促进Mcm2-7的激活;Mcm10促进MCM双六聚体分离变构。这些进展为20多年前Stillman等人提出的起始前复合物 (pre-IC) 概念提供了生化内涵,使经典的DNA双向复制模型更加完整清晰,加深了对遗传信息稳定传递及生物生长增殖过程的认识。
项目成果
期刊论文数量(11)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
Dbf4 recruitment by forkhead transcription factors defines an upstream rate-limiting step in determining origin firing timing.
叉头转录因子招募 Dbf4 定义了确定起始激发时间的上游限速步骤
- DOI:10.1101/gad.306571.117
- 发表时间:2017-12-01
- 期刊:Genes & development
- 影响因子:10.5
- 作者:Fang D;Lengronne A;Shi D;Forey R;Skrzypczak M;Ginalski K;Yan C;Wang X;Cao Q;Pasero P;Lou H
- 通讯作者:Lou H
The acetyltransferase Eco1 elicits cohesin dimerization during S phase
乙酰转移酶 Eco1 在 S 期引发粘连蛋白二聚化
- DOI:10.1074/jbc.ra120.013102
- 发表时间:2020-05-29
- 期刊:JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY
- 影响因子:4.8
- 作者:Shi,Di;Zhao,Shuaijun;Lou,Huiqiang
- 通讯作者:Lou,Huiqiang
Rtt101-Mms1-Mms22 coordinates replication-coupled sister chromatid cohesion and nucleosome assembly
Rtt101-Mms1-Mms22 协调复制偶联姐妹染色单体内聚和核小体组装
- DOI:10.15252/embr.201643807
- 发表时间:2017
- 期刊:EMBO Reports
- 影响因子:7.7
- 作者:Jingjing Zhang;Di Shi;Xiaoli Li;Lin Ding;Jun Tang;Cong Liu;Katsuhiko Shirahige;Qinhong Cao;Huiqiang Lou
- 通讯作者:Huiqiang Lou
The DNA Pol E stimulatory activity of Mrc1 is modulated by phosphorylation
Mrc1 的 DNA Pol E 刺激活性受磷酸化调节
- DOI:10.1080/15384101.2017.1403680
- 发表时间:2018
- 期刊:Cell Cycle
- 影响因子:4.3
- 作者:Zhang Zhong-Xin;Zhang Jingjing;Cao Qinhong;Campbell Judith L.;Lou Huiqiang
- 通讯作者:Lou Huiqiang
Characterization of the dimeric CMG/pre-initiation complex and its transition into DNA replication forks
二聚 CMG/预起始复合物的表征及其向 DNA 复制叉的转变
- DOI:10.1007/s00018-019-03333-9
- 发表时间:2020
- 期刊:Cellular and Molecular Life Sciences
- 影响因子:8
- 作者:Liu Lu;Zhang Yue;Zhang Jingjing;Wang Jian-Hua;Cao Qinhong;Li Zhen;Campbell Judith L.;Dong Meng-Qiu;Lou Huiqiang
- 通讯作者:Lou Huiqiang
共 10 条
- 1
- 2
其他文献
DNA聚合酶在维持基因组稳定性中的多重功能及其相关疾病
- DOI:--
- 发表时间:2014
- 期刊:生命科学
- 影响因子:--
- 作者:邹友龙;李丽莉;楼慧强
- 通讯作者:楼慧强
酵母基因编辑技术:从单基因操作到基因组重建
- DOI:--
- 发表时间:2015
- 期刊:遗传
- 影响因子:--
- 作者:李晨;楼慧强
- 通讯作者:楼慧强
共 2 条
- 1
楼慧强的其他基金
Fkh家族转录因子在酿酒酵母DNA复制时序调控中的作用机理
- 批准号:31770084
- 批准年份:2017
- 资助金额:55.0 万元
- 项目类别:面上项目
DNA解旋酶MCM双六聚体构象的形成机制与生理功能
- 批准号:31271331
- 批准年份:2012
- 资助金额:90.0 万元
- 项目类别:面上项目
运用高通量遗传学相互作用图谱方法研究酿酒酵母DNA复制期检查点的调控途径
- 批准号:31071095
- 批准年份:2010
- 资助金额:33.0 万元
- 项目类别:面上项目
酿酒酵母Mrc1蛋白在维持基因组稳定性上的作用机理——“聚合酶/解旋酶偶联模型”
- 批准号:30970063
- 批准年份:2009
- 资助金额:35.0 万元
- 项目类别:面上项目