Wysoki poziom transkrypcji wiąże się ze zwiększonym wskaźnikiem mutacji u Saccharomyces cerevisiae. Saccharomyces cerevisiae, zjawisko określane jako mutacja związana z transkrypcją (TAM). Aby uzyskać wgląd w mechanizm TAM, uzyskaliśmy widma mutacji LYS2 forward w warunkach niskiej i wysokiej transkrypcji, w których LYS2 ulegał ekspresji odpowiednio z niskopoziomowego promotora pLYS2 lub silnego promotora pGAL1-10 odpowiednio. Ze względu na duży rozmiar locus LYS2, mutacje forward mutacje zostały najpierw zmapowane do określonych podregionów LYS2, a następnie te mutacje, które wystąpiły w określonym regionie docelowym 736-bp, były sekwencjonowane. W W szczepie o niskiej transkrypcji podstawienia zasad stanowiły większość (64%) mutacji mutacji, podczas gdy w szczepie o wysokiej transkrypcji dominowały krótkie mutacje insercyjno-delecyjne (56%). szczepu o wysokiej transkrypcji. W szczególności, delecje 2 nukleotydów (nt) stanowiły 21% mutacji w szczepie o wysokiej transkrypcji, a te występowały głównie w miejscach 5'-(G/C)AAA-3'. Żadne zdarzenia -2 nie były obecne w spektrum o niskiej transkrypcji, identyfikując w ten sposób delecje 2-nt jako unikalną sygnaturę mutacji dla TAM. sygnaturę mutacji dla TAM. --- Wysokie poziomy transkrypcji są związane z podwyższonymi wskaźnikami mutacji w drożdżach. drożdży, zjawisko określane jako mutacja związana z transkrypcją (TAM). Zjawisko związany z transkrypcją wzrost częstości mutacji został wcześniej wykazany jako częściowo zależny od szlaku obejścia tranzycji Rev3p, tym samym implikując uszkodzenia DNA w TAM. W tym badaniu wykorzystaliśmy rewersję napędzanego pGAL allelu lys2DeltaBgl w celu dalszego zbadania wymagań genetycznych TAM. Odkryliśmy, że TAM jest zwiększone przez zakłócenie naprawy wycięcia nukleotydu lub rekombinacji szlaków. W przeciwieństwie do tego, eliminacja składników naprawy wycinania zasad ma tylko niewielki wpływ na TAM. Oprócz badań genetycznych, widma rewersji lys2DeltaBgl uzyskano widma rewersji szczepów o niskiej i wysokiej transkrypcji zdolnych do naprawy. transkrypcji. W spektrum niskiej transkrypcji, większość zdarzeń frameshift odpowiada delecjom par zasad AT, podczas gdy w szczepie o wysokiej transkrypcji dominują delecje par zasad GC. Wyniki te zostały omówione w kategoriach transkrypcji i jej roli w uszkodzeniach i naprawie DNA. --- Testy genów reporterowych wykazały zarówno mutagenezę związaną z transkrypcją (TAM) i naprawę sprzężoną z transkrypcją, ale wpływ netto transkrypcji na mutację pozostaje niejasny, zwłaszcza w skali genomowej. Wykorzystując genomikę porównawczą pokrewnych gatunków, a także linie akumulacji mutacji, wykazujemy u drożdży, że tempo mutacji punktowych w genie wzrasta wraz z poziomem ekspresji genu. poziomem ekspresji genu. Transkrypcja indukuje mutagenezę na obu niciach DNA DNA, wskazując na jednoczesne działanie kilku mechanizmów TAM. A wykryto również znaczącą dodatnią korelację między wskaźnikiem mutacji w ludzkiej linii a poziomem ekspresji. Wyniki te wskazują, że transkrypcja jest ogólnie mutagenna. --- Wysoki poziom transkrypcji w Saccharomyces cerevisiae jest związany ze zwiększoną niestabilnością genetyczną, która została powiązana z uszkodzeniami DNA. Tutaj opisujemy test mutacji do przodu pGAL-CAN1 do badania mutagenezy związanej z transkrypcją (TAM) mutagenezy związanej z transkrypcją (TAM) u drożdży. Na dzikim tle bez zmian w zdolności naprawy DNA, ≈50% mutacji w przód, które powstają w genie CAN1 w warunkach wysokiej transkrypcji to delecje 2-5 bp. Co więcej, delecje charakterystyczne dla TAM lokalizują się w dyskretnych hotspotach które pokrywają się z 2-4 kopiami powtórzenia tandemowego. Chociaż charakterystyczne delecji TAM nie ma wpływu utrata bezbłędnych lub podatnych na błędy ścieżek ścieżek omijania uszkodzeń, są one całkowicie eliminowane przez delecję genu TOP1 który koduje drożdżową topoizomerazę typu IB. Hotspoty mogą być transponowane w kontekście testu odwracania przesunięcia ramki, który jest wystarczająco czuły, aby wykryć delecje zależne od Top1 nawet przy braku wysokiej transkrypcji. My sugerujemy, że akumulacja kompleksów rozszczepiających Top1 jest związana z poziomem transkrypcji i że ich usunięcie prowadzi do charakterystycznych delecji. Biorąc pod uwagę wysoki stopień zachowania między procesami metabolicznymi DNA, powiązania między transkrypcją, Top1 i mutagenezą prawdopodobnie wykraczają poza system drożdżowy. poza system drożdżowy. --- Wysoka transkrypcja wiąże się z niestabilnością genetyczną, w szczególności ze zwiększoną liczbą spontanicznych mutacji. spontanicznych mutacji, co jest zjawiskiem określanym jako mutageneza związana z transkrypcją (TAM). W tym badaniu zbadaliśmy TAM wykorzystując chromosomalny gen CAN1 pod kontrolą transkrypcyjną dwóch silnych i indukowalnych promotorów (p i indukowalnych promotorów (pGAL1 i pTET) w Saccharomyces cerevisiae. Zarówno pTET- i pGAL1 powodują wysoką transkrypcję genu CAN1, co skutkuje zwiększoną liczbą spontanicznych mutacji. częstość spontanicznych mutacji. Porównanie obu promotorów ujawnia różnice w rodzaju mutagenezy, z wyjątkiem krótkich (-2 i -3 nt) delecji, które zależą tylko od poziomu transkrypcji. tylko od poziomu transkrypcji. Ten typ mutacji, charakterystyczny dla TAM, jest zależny od sekwencji, występując wstępnie w powtórzeniach di- i trinukleotydów, w szczególności w dwóch mutacyjnych hotspotach obejmujących tę samą sekwencję 5'-ACATAT-3'. Aby zbadać mechanizmy leżące u podstaw powstawania krótkich delecji w przebiegu w przebiegu TAM, określiliśmy widma mutacji Can(R) w mutantach drożdży mających wpływ na metabolizm DNA. Zidentyfikowaliśmy szczepy z niedoborem topoizomerazy 1 (top1Δ), które specyficznie znoszą tworzenie krótkich delecji przy wysokiej transkrypcji. transkrypcji. Szybkość powstawania delecji (-2/-3nt) jest również zmniejszona przy braku genów RAD1 i MUS81, zaangażowanych w naprawę kowalencyjnego kompleksu Top1p-DNA kowalencyjnego kompleksu Top1p-DNA. Ponadto analiza ChIP ujawnia wzbogacenie uwięzionego Top1p w ORF CAN1 przy wysokiej transkrypcji. Proponujemy model, w którym naprawa uwięzionych kompleksów Top1p-DNA prowokuje powstawanie krótkich delecji w S. cerevisiae. Badanie to ujawnia nieuniknione konflikty między Top1p i maszynerią transkrypcyjną a maszynerią transkrypcyjną i ich potencjalny wpływ na stabilność genomu.
Czy mutageneza związana z transkrypcją (TAM) jest związana z poziomem ekspresji genów?
Spontaniczna częstość mutacji punktowych w genie wzrasta wraz z poziomem transkrypcji, co sugeruje, że ruch polimerazy RNA przez cel inicjuje proces(y) mutagenny(e). Zjawisko to określane jest jako mutacja związana z transkrypcją (TAM). Mutageneza związana z transkrypcją jest wprost proporcjonalna do poziomu ekspresji genu.