• 제목/요약/키워드: recombinational repair

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Chronological Switch from Translesion Synthesis to Homology-Dependent Gap Repair In Vivo

  • Fujii, Shingo;Isogawa, Asako;Fuchs, Robert P.
    • Toxicological Research
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    • 제34권4호
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    • pp.297-302
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    • 2018
  • Cells are constantly exposed to endogenous and exogenous chemical and physical agents that damage their genome by forming DNA lesions. These lesions interfere with the normal functions of DNA such as transcription and replication, and need to be either repaired or tolerated. DNA lesions are accurately removed via various repair pathways. In contrast, tolerance mechanisms do not remove lesions but only allow replication to proceed despite the presence of unrepaired lesions. Cells possess two major tolerance strategies, namely translesion synthesis (TLS), which is an error-prone strategy and an accurate strategy based on homologous recombination (homology-dependent gap repair [HDGR]). Thus, the mutation frequency reflects the relative extent to which the two tolerance pathways operate in vivo. In the present paper, we review the present understanding of the mechanisms of TLS and HDGR and propose a novel and comprehensive view of the way both strategies interact and are regulated in vivo.

화학적 변이에 대한 Cinnamaldehyde의 항돌연변이 (The Mechanism of Antimutagenic Effect of Cinnamaldehyde on Chemical Mutagenesis)

  • 송근섭;한상배;최동성
    • 한국식품영양학회지
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    • 제10권3호
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    • pp.407-413
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    • 1997
  • Cinnamaldehyde의 항돌연변이 작용기구를 밝히기 위하여 E. coli B/r 및 K-12 계열의 다양한 DNA 수복 결손주를 이용하여 4-NQO 및 MNNG에 대한 돌연변이 억제 효과 및 생존율 변화에 대하여 조사하였다. SOS response가 항상 발현되는 균주인 GW1107의 $\beta$-Gal 활성과 41$^{\circ}C$에서 $\beta$-Gal을 합성하는 균주인 GW1060 및 GW1103의 $\beta$-Gal 활성에도 cinnamaldehyde는 효과를 나타내지 못하였다. 이와 같은 결과는 cinnamaldeyde가 LexA와 같은 repressor로서 작용하지 못함은 물론 SOS response를 positive하게 조절하는 RecA 기능에 대하여 아무런 변화를 주지 못한다는 사실을 제시한다. 또한 Trp+ 복귀돌연변이주의생육 및 세포생장 속도에도 영향을 미치지 못하였다. 4-NQO 처리된 균주(WP2s, ZA159 및 TK603)에서 cinnamaldehyde의 첨가로 돌연변이율이 감소되었음\ulcorner 불구하고 생존율은 크게 향상되었다. 그러나 절제 수복기능이 결여되지 않은 WP2 및 lexA 유전자 결손주(CM561 및 CM611)에서는 그와 같은 효과가 나타나지 않았으며, 상보적 DNA의 gap을 연결시켜주는 polymerase I이 결여된 균주인 WP67에서도 생존율이 증가되지 않았다. 위와 같은 결과를 종합하여 볼 때 cinnamaldehyde는 오류 없는 재조합 수복계를 향상시킴으로써 항돌연변이 효과를 나타내는 것으로 추정되었다.

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Genome-Wide Response of Deinococcus radiodurans on Cadmium Toxicity

  • Joe, Min-Ho;Jung, Sun-Wook;Im, Seong-Hun;Lim, Sang-Yong;Song, Hyun-Pa;Kwon, Oh-Suk;Kim, Dong-Ho
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제21권4호
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    • pp.438-447
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    • 2011
  • Deinococcus radiodurans is extremely resistant to various genotoxic conditions and chemicals. In this study, we characterized the effect of a sublethal concentration (100 ${\mu}M$) of cadmium (Cd) on D. radiodurans using a whole-genome DNA microarray. Time-course global gene expression profiling showed that 1,505 genes out of 3,116 total ORFs were differentially expressed more than 2-fold in response to Cd treatment for at least one timepoint. The majority of the upregulated genes are related to iron uptake, cysteine biosynthesis, protein disulfide stress, and various types of DNA repair systems. The enhanced upregulation of genes involved in cysteine biosynthesis and disulfide stress indicate that Cd has a high affinity for sulfur compounds. Provocation of iron deficiency and growth resumption of Cd-treated cells by iron supplementation also indicates that CdS forms in iron-sulfur-containing proteins such as the [Fe-S] cluster. Induction of base excision, mismatch, and recombinational repair systems indicates that various types of DNA damage, especially base excision, were enhanced by Cd. Exposure to sublethal Cd stress reduces the growth rate, and many of the downregulated genes are related to cell growth, including biosynthesis of cell membrane, translation, and transcription. The differential expression of 52 regulatory genes suggests a dynamic operation of complex regulatory networks by Cd-induced stress. These results demonstrate the effect of Cd exposure on D. radiodurans and how the related genes are expressed by this stress.

Deinococcus radiodurans RecA 단백질의 외가닥 DNA-의존성 ATPase 활성 분석 (Characterization of Single Stranded DNA-Dependent ATPase Activities of Deinococcus radiodurans RecA Protein)

  • 김종일
    • 미생물학회지
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    • 제43권4호
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    • pp.250-255
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    • 2007
  • Deinococcus radiodurans recA는 이 미생물의 방사선 저항성을 나타내는 표현형에 필수적이며 재조합성 DNA 수선 과정에 관여한다. 이 과정에서 RecA 단백질은DNA와 결합하여 반응의 활성 종인 RecA nucleoprotein 필라멘트를 형성한다. DNA-의존성 ATPase 활성과 함께, RecA 단배질의 외가닥 DNA 혹은 이중가닥 DNA와의 상호작용은 RecA 단백질이 관여하는 반응의 중심과정으로 이에 관한 분석을 시도하였다. D. radiodurans RecA 단배질은 DNA에 결합한 DNA-단백질 복합체만이 ATPase 활성을 나타내므로, ATP (혹은 dATP) 가수분해를 측정함으로써 RecA와 외가닥 DNA와의 상호작용 정도를 분석하였다. D. radiodurans RecA 단백질은 외가닥 DNA의 염기 구성의 이질성에 영향을 받았으며, homopolymer인 poly(dT)와의 상호작용에서 가장 높은 가수분해 활성을 보였다. Homopolymer인 합성 DNA-의존성 ATP 및 dATP의 가수분해는 pH 6.0과 9.0의 범위에서 다소 일정한속도로 일어났으며 최적 pH는 7.0과 7.5 사이였다. 외가닥 DNA-의존성 ATPase 활성은 염의 존재에 영향을 받아 KCl이 존재하면 다소 억제되나, K-glutamate가 존재하면 오히려 촉진되었다. RecA 단백질과 외가닥 DNA의 상호작용을 ATP 가수분해로 분석하였을 때 2 mM 이상의 magnesium 이온이 DNA 결합반응에 필요하였으며, 비교적 넓은 범위의 pH에서 외가닥 DNA와의 결합반응이 일어나며, 이러한 결합반응은 당량적인 비(1:3, RecA protein: DNA nucleotide)로 일어났다.