한빛사논문
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Yujin Kang 1, Ye Gi Han 1, Keon Woo Khim 1, Woo Gyun Choi 1, Min Kyung Ju 1, Kibeom Park 1, Kyeong Jin Shin 1, Young Chan Chae 1, Jang Hyun Choi 1,2, Hongtae Kim 1,2, Ja Yil Lee 1,2
1Department of Biological Sciences, Ulsan National Institute of Science and Technology, Ulsan 44919, Republic of Korea.
2Institute of Basic Science Center for Genomic Integrity, Ulsan 44919, Republic of Korea.
The authors wish it to be known that, in their opinion, the first two authors should be regarded as Joint First Authors.
To whom correspondence should be addressed. : Jang Hyun Choi, Hongtae Kim, Ja Yil Lee
Abstract
Replication protein A (RPA), a eukaryotic single-stranded DNA (ssDNA) binding protein, dynamically interacts with ssDNA in different binding modes and plays essential roles in DNA metabolism such as replication, repair, and recombination. RPA accumulation on ssDNA due to replication stress triggers the DNA damage response (DDR) by activating the ataxia telangiectasia and RAD3-related (ATR) kinase, which phosphorylates itself and downstream DDR factors, including RPA. We recently reported that the N-methyl-D-aspartate receptor synaptonuclear signaling and neuronal migration factor (NSMF), a neuronal protein associated with Kallmann syndrome, promotes RPA32 phosphorylation via ATR upon replication stress. However, how NSMF enhances ATR-mediated RPA32 phosphorylation remains elusive. Here, we demonstrate that NSMF colocalizes and physically interacts with RPA at DNA damage sites in vivo and in vitro. Using purified RPA and NSMF in biochemical and single-molecule assays, we find that NSMF selectively displaces RPA in the more weakly bound 8- and 20-nucleotide binding modes from ssDNA, allowing the retention of more stable RPA molecules in the 30-nt binding mode. The 30-nt binding mode of RPA enhances RPA32 phosphorylation by ATR, and phosphorylated RPA becomes stabilized on ssDNA. Our findings provide new mechanistic insight into how NSMF facilitates the role of RPA in the ATR pathway.
논문정보
- Research article
- 2023년 06월 (BRIC 등록일 2023-07-03)
- 국내 연구진
- 생명과학 > 생화학
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![DNA 복제 스트레스 해소과정에서 NSMF에 의한 RPA인산화 촉진 메커니즘 [Nucleic Acids Res.]](/upload/board/files/onseminar/thumb/thumb_0000603.png)
학술웨비나
DNA 복제 스트레스 해소과정에서 NSMF에 의한 RPA인산화 촉진 메커니즘 [Nucleic Acids Res.] 진핵 세포에서 단일 가닥 DNA (single-stranded DNA, ssDNA) 결합 단백질인 Replication Protein A (RPA)는 다양한 결합 모드로 ssDNA와 상호작용하고 DNA 복제, DNA 손상 복구와 같은 DNA 대사에서 필수적인 역할을 합니다. 세포는 다양한 요인에 의해 DNA 복제 과정이 저해될 수 있고 이를 복제 스트레스라 부릅니다. 복제 스트레스가 발생하면, ssDNA상에 RPA가 축적되고 축적된 RPA의 인산화는 복제 스트레스 해소 과정에서 중요한 역할을 합니다. 최근에 복제 스트레스 발생하면, N-methyl-D-aspartate receptor synaptonuclear signaling and neuronal migration factor (NSMF)가 ataxia telangiectasia and RAD3-related (ATR) 인산화 효소를 통해 RPA의 인산화를 촉진한다고 보고되었습니다. 그러나 NSMF가 어떻게 복제 스트레스 해소 과정에서 RPA인산화를 촉진하는지에 대한 분자적 기전은 밝혀져 있지 않았습니다. 본 연구팀은 생화학 및 분자생물학적 기법, 세포 기반 실험들을 통해, NSMF에 의한 RPA인산화 촉진 메커니즘을 규명하였습니다. NSMF가 ssDNA상의 RPA를 재배열하여 RPA와 ssDNA의 결합을 더 안정적인 결합 모드로 바꿔주는 것을 확인했습니다. NSMF에 의해 RPA가 안정적으로 ssDNA와의 결합하게 되면 ATR에 의한 RPA의 인산화가 촉진되는 것을 입증하였습니다. 본 연구 결과는 DNA 복제 해소와 관련된 분자 기전을 규명함으로써, 암, 신경 질환, 및 노화와 관련된 질병 치료에 기여할 수 있을 거라 기대되어 집니다.- 강유진(UNIST)
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