サイト固有のDNA改変を含むクロマチンの準備のためのプラグ&プレイアプローチ:塩基切除修復に対するクロマチンの構造の影響

Deb Ranjan Banerjee¹, Charles E Deckard¹, Meagan B Elinski¹

¹Department of Chemistry , Texas A&M University , College Station , Texas 77843 , United States.

Journal of the American Chemical Society

|June 9, 2018

まとめ

研究者はDNA修復の研究のためにデザイナークロマチンを作る新しい方法を開発しましたこのテクニックは,塩基切除修復 (BER) の効率にクロマチンの構造がどのように影響するかを明らかにし,損傷の位置とクロマチンの圧縮に依存して有意な抑制または加速を示します.

科学分野:

分子生物学
エピジェネティクス
生物化学

背景:

ユカリオットのゲノムDNAはクロマチンに編成され,タンパク質のDNAアクセシビリティに影響を与えます.
クロマチンの構造がDNA修復をどのように制御するかを理解するには,詳細なインビトロ研究が必要です.
以前の研究は,サイト固有のDNA改変による核細胞配列の作成が不可能なことによって制限されていました.

研究の目的:

化学的に定義されたオリゴヌクレオソーム配列をサイト特異的に改変したDNAで組み立てる方法を開発する.
塩基切除修復 (BER) の効率に対するクロマチンの構造の影響を調査する.
高級染色体構造におけるDNA修復の調節における核細胞間相互作用の役割を分析する.

主な方法:

特定の改変を含む合成オリゴヌクレオチドでDNA断片を交換するためにニッキングエンドヌクレアスを用いた新しいアプローチを開発した.
正確に配置された2'-デオキシウリジン (dU) 残基を持つ組み立てられた設計クロマチン配列.
様々なクロマチン構造におけるウラシルDNAグリコシラーゼ (UDG) とアプリニク/アピリミディンエンドヌクレアゼ1 (APE1) による塩基切除修復 (BER) の効率を検証した.

主要な成果:

BER効率 (UDG/APE1活性) は,コンパクトクロマチン内の2'-デオキシウリジン (dU) 病変の変換位置に基づいて (20倍抑制から5倍加速) 大きく変化した.
dUの UDG/APE1による消化は,圧縮された核細胞配列と比較して,単核細胞体ではかなり速く行われた.
高次クロマチンの構造内のBERの調節における核細胞間相互作用の重要な役割を実証した.

結論:

開発された方法は,詳細な in vitro 生化学研究のための精密に改造されたクロマチン基板の作成を可能にします.
クロマチンの構造はDNA修復の効率に大きく影響し,圧縮と核細胞間相互作用が重要な調節作用をします.
このプラットフォームは,クロマチン内のDNA変異の生物学的意義を調査するのに価値があります.

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