PRIMPOL допомагає відновлювати реплікацію ДНК після пошкоджень
Дослідники описали, як фермент PRIMPOL допомагає відновлювати реплікацію ДНК після пошкодження провідного ланцюга.
Дослідники відтворили в лабораторії механізм, за допомогою якого людські клітини можуть відновлювати копіювання ДНК після зупинки реплікативної вилки через пошкодження провідного ланцюга. Як Nature повідомляє, ключову роль у цьому процесі відіграє фермент PRIMPOL, який синтезує новий праймер нижче від місця ушкодження та дає змогу відновити синтез ДНК.
У реконструйованій системі з очищених людських білків науковці розмістили в матриці ДНК циклобутановий піримідиновий димер — характерне пошкодження, що виникає під дією ультрафіолету й блокує роботу реплікативних полімераз. За наявності PRIMPOL кількість зупинених реплікативних вилок зменшувалася, а натомість з’являлися повнорозмірні продукти реплікації. Подібний результат отримали і за використання апуринового або апіримідинового сайту.
Праймери поруч із пошкодженням
Аналіз продуктів реплікації показав, що більшість нових праймерів PRIMPOL синтезував на відстані до 50 нуклеотидів від ушкодження. Це обмежувало розмір проміжку в новосинтезованому провідному ланцюзі ДНК. Розташування точок старту залежало від послідовності ДНК після пошкодженої ділянки: заміна фрагмента завдовжки 162 нуклеотиди змінила набір продуктів відновлення.
Експерименти також показали, що для такого перезапуску не потрібні Pol δ і комплекс Pol α–праймаза. Після синтезу праймера PRIMPOL його може подовжувати Pol ε. Мутант PRIMPOL, позбавлений праймазної активності, не забезпечував відновлення реплікації.
Взаємодія з геліказою CMG
Автори встановили, що PRIMPOL безпосередньо взаємодіє з геліказою CMG — центральним компонентом реплікативного комплексу. Кріоелектронна мікроскопія показала розміщення домену PRIMPOL біля виходу центрального каналу білків MCM, звідки виходить розплетена матриця провідного ланцюга.
Видалення перших 39 амінокислот PRIMPOL порушувало його зв’язування з CMG. Такий мутант зберігав праймазну активність на одноланцюговій ДНК, але не міг перезапускати реплікацію в реконструйованій людській системі. Дослідники дійшли висновку, що взаємодія PRIMPOL із CMG є необхідною для повторного запуску синтезу провідного ланцюга після зупинки вилки.
