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基因组不稳定性和癌症相关染色体易位形成机制研究中，通过构建Tus/Ter复制叉障碍系统，发现Sgs1和Esc2缺失显著增加同源重组介导的染色体易位，且Exo1核酸酶和Mph1转位酶在不同条件下分别参与调控。
Léa Marie | Marina K. Triplett | Iffat Ahmed | Lorraine S. Symington
哥伦比亚大学欧文医学中心微生物学与免疫学系，纽约州纽约市 10032
摘要
复制压力被认为是真核生物基因组不稳定性的主要原因之一，并与多种人类疾病（包括癌症）相关。为了研究复制压力下导致大规模染色体重排的机制，我们利用细菌中的Tus/Ter屏障在酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）基因组中设计了一个位点特异性的复制叉阻断系统。令人惊讶的是，我们发现，在与其他染色体具有同源性的区域附近诱导复制叉停滞仅会在野生型细胞中引起轻微的易位现象。然而，在缺乏Sgs1或Esc2的情况下，染色体易位的频率显著增加。我们发现，sgs1Δ和esc2Δ突变体中Tus/Ter诱导的易位频率升高完全依赖于RAD51蛋白，这与这些易位通过同源重组发生是一致的。此外，我们还发现Exo1核酸酶参与了sgs1Δ和esc2Δ细胞中高频率的染色体易位，而Mph1易位酶主要在缺乏Esc2的情况下参与复制压力诱导的基因组重排（GCRs）。基于这些发现，我们认为不同的因素可能以正面或负面的方式影响与复制压力相关的染色体重排的形成。
章节摘录
引言
大规模染色体重排（GCRs），包括易位、序列扩增、插入缺失、末端缺失和反向倒位，是癌细胞的常见特征[1]、[2]、[3]、[4]。尽管GCRs的起始事件尚未完全明了，但它们被认为是由内源性或外源性来源引起的双链断裂（DSBs）所触发的。因此，那些在DSBs修复方面存在缺陷的个体（如BRCA1或BRCA2基因突变者）
酵母菌株
所有酵母菌株均源自RDKY6678菌株（leu2Δ1 trp1Δ63 his3Δ200 lys2ΔBgl hom3-10 ade2Δ1 ade8 ura3-52 iYEL072W::hph can1::hisG yel072w∷CAN1/URA3），并在表S1中列出。P GAL1-HA-Tus载体从质粒p415-P GAL1-HA-Tus克隆到prG205MX中，并插入到RDKY6678菌株的LEU2位点，从而产生了LSY5206菌株。随后，一个Schizosaccharomyces pombe HIS5选择标记被克隆到含有14个TerB重复序列的质粒中
同源性介导的GCRs由复制叉屏障诱导
我们采用了Putnam等人描述的一种遗传学方法[35]来测量同源性驱动的染色体易位频率（dGCR测定）。在该方法中，两个可相互选择的基因CAN1和URA3被插入到染色体V的左臂上一个非必需区域，位于DSF1-HXT13区域的末端（图1A）。HXT13与基因组中的另外三个位点（HXT15、HXT16和HXT17）具有同源性，这些位点可以用于生成可存活的染色体易位。
讨论
复制压力已被认为是一种对基因组稳定性、细胞存活和人类疾病（尤其是癌症）具有严重影响的细胞状态[26]。一般的复制压力，如复制DNA聚合酶的抑制或S期检查点的丧失，会导致染色体脆弱性并随后引发GCRs[65]、[66]、[67]、[68]。在人类细胞中，由于复制压力而形成的非重复性染色体重排通常表现出微同源性
CRediT作者贡献声明
Symington Lorraine：撰写初稿、监督、资金获取、数据分析、概念构思。Iffat Ahmed：实验研究、数据管理。Triplett Marina：实验研究、数据分析、数据管理。Léa Marie：撰写初稿、方法设计、实验研究、数据分析、概念构思。
致谢
我们感谢H. Mankouri和R. Kolodner提供的质粒和酵母菌株，以及Symington实验室的成员对本文提出的宝贵意见。本研究得到了美国国立卫生研究院（R35 GM126997和P01 CA174653）的资助
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益冲突或可能影响本文研究的个人关系。作者为编辑委员会成员/主编/副主编
