Saccharomyces cerevisiae DNA helicases Mph1, Srs2 and Sgs1 collaborate for the reinitiation of stalled or collapsed replication forks

Abstract

Das MPH1-Gen aus Saccharomyces cerevisiae kodiert für eine DNA-Helikase, die an der nicht-fehlerbehafteten Überbrückung von DNA-Lesionen durch homologe Rekombination beteiligt ist. Simultane Deletion der Gene MPH1 und SRS2 - das ebenfalls für eine DNA-Helikase kodiert - resultiert im Hefe-Hintergrund CEN.PK2 in einem schweren synthetischen Wachstumsdefekt. Der synthetische Defekt von mph1 srs2 wird aufgehoben durch Deletion der Gene RAD51, RAD52, RAD55 und RAD57, die für die Bildung des Rad51-Nukleoprotein-Filament verantwortlich sind. Das Rad51-Nukleoprotein-Filament vermittelt den Prozess der Strang-Invasion an homologen DNA-Duplexen. Deletion der Gene MEC1, RAD53, RAD9, RAD17 und RAD24, die an der Checkpoint-Antwort auf DNA-Schäden beteiligt sind, kann ebenfalls zu einer Aufhebung des synthetischen Defektes führen. Darüber hinaus ist die rad54-Deletion sub-additiv zu mph1 in Bezug auf einen spontanen Mutator-Phänotyp.Der synthetische Defekt von mph1 srs2 ist weniger ausgeprägt in anderen genetischen Hefe-Hintergründen, in denen die Bildung lebensfähiger mph1 srs2 Sporen beobachtet wird. Die Sensitivität lebensfähiger mph1 srs2 Sporen gegenüber Wirkstoffen, die DNA angreifen, wie MMS, 4-NQO und besonders Camptothecin ist höher als diejenige vergleichbarer Einzelmutanten von mph1 und srs2. Überexpression von SGS1 kann die Sensitivität dieser Mutanten gegenüber Schädigung der DNA teilweise unterdrücken.Zwei Modelle werden vorgestellt, die von einem Zusammenspiel der DNA-Helikasen Mph1, Srs2 und Sgs1 ausgehen bei der Reinitiation arretierter oder kollabierter Replikationsgabeln, wie sie aus der Kollision des Replikationsapparates mit DNA-Lesionen oder Brüchen im Template-Strang entstehen. Im Besonderen weisen diese zwei Modelle Mph1 eine Funktion bei der Bildung oder Prozessierung von D-loop-Strukturen zu, die nach der Interaktion von Schwester-Chromatiden während der Rekombination entstehen.