Cell Rep：RNA酶新功效——去除DNA

2019年1月6日 讯 /100医药网BIOON/ --由分子生物学研讨所的Brian Luke和Helle Ulrich传授引导的两个研讨小组曾经破译了若何调和两种酶RNase H2和RNase H1从染色体上去除RNA-DNA杂合构造。

RNA-DNA杂合体关于增进正常的细胞运动（如基因调控和DNA修复）很主要，但过多也有DNA受损的风险，并能够招致神经退行性疾病和癌症。 Brian和Helle在明天揭橥在《 Cell Reports》上的文章中标明，RNase H2酶次要是在DNA复制后去除RNA-DNA杂合体。然后，任何残剩的RNA-DNA构造都邑被RNase H1去除，而RNase H1的感化与细胞周期有关。

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平日发明DNA是波动的双链构造。然则，DNA有时也会与RNA互相感化构成调理基因表达和DNA修复的RNA-DNA杂化构造。 R-环是一种特别类型的RNA-DNA杂合体，个中RNA链与DNA分子的一条链联合，并推出另一条DNA链，从而使其裸露为单链环。 R环可调理基因活性，但因为不准确的去除会破坏DNA，从而能够惹起渐变，是以也会敏捷变得风险。是以，过量的R环构成能够对细胞有毒-实践上，已知R环去除卵白中的渐变会招致神经炎性疾病和癌症。

RNase H1和RNase H2酶催化R环的去除，降解RNA链。别的，RNase H2还具有切除单个核糖核苷酸的帮助才能，有时会被聚合酶毛病地掺入DNA中，称为核糖核苷酸切除修复（RER）。先前的研讨标明，RNase H2的渐变比RNase H1渐变对基因组波动性的毁坏更年夜，这标明RNase H2在保持基因组波动性方面具有更主要的感化。然则，历来没有完整懂得这些主要的酶是若何调和的。

为了分析RNase H1和H2在R环去除中的共同感化，作者改革了酵母，使其仅在细胞周期的特定阶段表达RNase H1和H2，然后将其裸露于甲磺酸甲酯（MMS）中，这种物资会添加R环构成。在此前提下，只要可以无效去除R环的酵母才干生活，而那些具有受损R环去除才能的酵母将无法生活。

在Ulrich试验室的支撑下，他们发明仅在G2时代（DNA复制后细胞周期的“发展阶段”）表达RNase H2的酵母对MMS具有抗性，而仅在S阶段（DNA复制阶段）表达RNase H2的酵母对）更敏感。这标明RNase H2次要感化是在G2时代处置R环。相反，在G2或S期表达RNase H1的酵母都能在MMS中存活。出人意料的是，RNase H2在S期的表达实践上惹起了更多的DNA毁伤，这须要一种特别的DNA修复办法，即同源重组来修复。先前不晓得该门路在S期起感化。是以，这项研讨能够曾经提醒了一种未摸索的修复门路，该门路可抵御DNA复制进程中RNase H2活性惹起的毁伤。

这些成果可以说明为什么细胞退化出两种分歧的RNAse H酶。Brian Luke说：“我们以为RNase H2是修复年夜多半RNA-DNA杂种的"管家"酶，但它遭到细胞周期的严厉调理，仅在G2期或DNA复制后起感化。” Brian和Helle揣测这能够是由于RNase H2的额定RER活性在DNA中发生了缺口，这在S期DNA复制进程中有双链断裂的风险。是以，细胞能够还退化出了一种不具有RER活性的二级酶RNase H1，它可以在细胞周期的一切阶段（包含S期）发扬感化。

这些发明有助于我们进一步懂得细胞若何修复与RNA-DNA杂种有关的DNA毁伤以及该进程的毁伤若何招致疾病。（100医药网100yiyao.com）

资讯出处：

原始出处：Arianna Lockhart, Vanessa Borges Pires, Fabio Bento, Vanessa Kellner, Sarah Luke-Glaser, George Yakoub, Helle D. Ulrich, Brian Luke.Cell Reports, 2019; 29 (9): 2890 DOI: 10.1016/j.celrep.2019.10.108