研讨发现RNA:DNA hybrids协助修复拟南芥叶绿体基因组断裂的新机制

正确修复受损DNA对基因组完全性和个别发育至关紧张。作为半自立细胞器，动物的质体必需通过一系列机制来维持本身基因组完全。清华年夜学孙前文试验室的最新研讨发现RNA：DNA hybrids构造协助拟南芥叶绿体基因组DNA双链断裂修复的全新分子机制，证明RNA：DNA hybrids在匆匆进同源重组修复和叶绿体细胞器发育进程中的踊跃作用，提醒了RNase H1卵白AtRNH1C与单链DNA联合卵白WHY1/3和重组酶RecA1在独特维持叶绿体基因组完全性进程中发扬着无足轻重的作用。

孙前文试验室之前发现通过维持三股基因组构造R-loop的程度可以坚持质体免遭转录-复制对撞招致的基因组断裂（The Plant Cell， 2017；Cell Reports， 2020），此中定位于叶绿体中的RNase H1家族R-loop移除酶AtRNH1C在这一进程中发扬症结作用。他们之前的成果发现单链DNA联合卵白WHY1/3与AtRNH1C有潜在的互相作用（The Plant Cell， 2017），而WHY1/3已被证明在DNA断裂修复进程中起十分紧张的作用。据此他们探求了AtRNH1C和R-loop参加修复DNA断裂的能够性。在科技部国度重点研发筹划、国度自然迷信基金委以及性命迷信结合中间等经费的支持下，本研讨的作者们发现AtRNH1C的缺失（R-loop的积聚）使重组酶RecA1在叶绿体中的排布由丝状变为点状（图1A），且克制WHY1/3在cpDNA断裂位点的积聚。随后他们证明WHY1/3和AtRNH1C被招募到雷同的基因组位点以匆匆进同源重组(HR)。AtRNH1C或WHY1/3的缺失会显着克制质体编码的RNA聚合酶(PEP)联合到DNA断裂位点，从而克制同源重组(HR)并匆匆进微同源介导的双链断裂修复(MMBIR)。随后的学试验证明DNA聚合酶Pol IB与AtRNH1C独特参加DNA毁伤修复进程。

据悉，本研讨近日在《核酸研讨（Nucleic Acids Research）》杂志以“RNase H1C与单链DNA联合卵白WHY1/3和重组酶RecA1在拟南芥叶绿体中协作实现DNA毁伤修复(RNase H1C collaborates with ssDNA binding proteins WHY1/3 and recombinase RecA1 to fulfill the DNA damage repair in Arabidopsis chloroplasts)”为题在线颁发。清华年夜学性命学院孙前文试验室博士后王文杰为第一作者，博士研讨生李宽、已卒业博士研讨生生杨卓、已出站博士后侯全璨和试验室研讨助理赵伟对本课题做出奉献，孙前文研讨员为本文的通信作者。该任务获得科技部国度重点研发筹划、国度自然迷信基金委以及性命迷信结合中间等经费的支持。本研讨是继解析AtRNH1C与RHON1调控转录-复制侧面对撞、维持叶绿体基因组稳定的分子机制（The Plant Cell， 2017；Cell Reports， 2020）后的又一紧张成果。(100yiyao.com）