转录通过产生拓扑应力和与复制叉的冲突来影响复制染色体的完整性。DNA拓扑异构酶Top1和Top2以及HMGB家族蛋白Hmo1有助于DNA复制和转录。近日,意大利米兰大学Marco Foiani、Yathish Jagadheesh Achar等研究人员,报道了酿酒酵母基因在细胞周期的G1和S期的拓扑结构。研究人员在基因边界发现了伤口下的DNA,在编码区域内发现了伤口上的DNA。这一情况不取决于Pol II或S期。Top2和Hmo1在基因边界保留负超螺旋,而Top1在编码区起作用。转录可在编码区域内产生RNA–DNA杂交链,而与复制叉的方向无关。在S期,Hmo1保护来自Top2的伤口DNA,而Top2将Pol II和Top1限制在编码单元,从而抵消了转录泄漏和基因边界处的异常杂交。基因边界处的负超螺旋阻止了超螺旋的扩散以及核小体在编码区的重新定位。DNA环化发生在Top2簇上。研究人员认为,Hmo1以十字形构象锁定基因边界,并与Top2一起调节即使在转录被抑制时仍保留拓扑结构记忆的基因结构。
Yathish Jagadheesh Achar, Mohamood Adhil, Ramveer Choudhary, et al. Negative supercoil at gene boundaries modulates gene topology. Nature, 2020.
DOI: 10.1038/s41586-020-1934-4
https://www.nature.com/articles/s41586-020-1934-4