La deficiencia de la nucleasa Dna2 da lugar a inserciones de ADN grandes y complejas en las rupturas cromosómicas

Área de la Ciencia:

• La genética
• Biología molecular
• La genómica

Sus antecedentes:

• Las inserciones de elementos móviles, ADN mitocondrial y fragmentos de cromosomas nucleares en rupturas de doble cadena de ADN (DSB) amenazan la integridad del genoma y son frecuentes en el cáncer.
• Los orígenes y los mecanismos de prevención de las inserciones de fragmentos cromosómicos en los DSB son en gran medida desconocidos.

Objetivo del estudio:

• Investigar los mecanismos subyacentes a la inserción de fragmentos de ADN en los DSB.
• Identificar los orígenes genómicos y las características de estos fragmentos insertados.
• Para aclarar las vías celulares involucradas en la prevención de tales inserciones.

Principales métodos:

• Caracterización de un mutante de levadura que carece de la nucleasa Dna2 conservada por la evolución.
• Secuenciación de aproximadamente 500 inserciones de ADN encontradas en los DSB.
• Análisis de la dependencia de estas duplicaciones de las uniones extremas no homólogas (NHEJ) y Pol4.

Principales resultados:

• El mutante de levadura con deficiencia de Dna2 exhibe inserciones frecuentes de secuencias de ADN (0,1 1,5 kb) en DSB, que a menudo involucran múltiples fragmentos unidos.
• Los fragmentos insertados provienen de retrotransposones Ty (8%), ADN ribosomal (ADNr) (15%) y otras regiones genómicas, con preferencia por sitios frágiles.
• Estas inserciones representan duplicaciones, ya que los loci originales permanecen intactos y dependen de NHEJ y Pol4.

Conclusiones:

• El procesamiento alternativo de estructuras de ADN en células con deficiencia de Dna2 puede conducir a la liberación de fragmentos y su posterior captura en los DSB.
• Este mecanismo proporciona información sobre el origen de las inserciones de fragmentos cromosómicos.
• Es probable que se produzcan inserciones de ADN similares en DSB en cualquier tipo de célula con fragmentos de ADN extracromosómico lineal.