合成生物催化剂摘译自https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(22)01063-7#fx1

逆转录酶在各种生物中被发现,并且在细菌中十分常见,其最为人所知的是在逆转录病毒和乙肝病毒等人类病原体的复制中发挥关键作用,并作为生物技术应用的工具,如高通量RNA测序(RNA-seq)和RT-qPCR。尽管已经表征了很多逆转录酶,但是细菌中由基因组中独立保守ORF编码的II类内含子样逆转录酶的生化活性和生物学功能仍然未知。

近日,来自德克萨斯大学奥斯汀分校的Alan M. Lambowitz课题组在《Cell》期刊上发表文章“Group II intron-like reverse transcriptases function in double-strand break repair”,表征了II类内含子样逆转录酶在双链断裂修复中的作用。文章首先通过BLASTP在genbank中鉴定出了503个II类G2L4家族逆转录酶,属于非长末端重复的反转座子逆转录酶non-LTR-retroelement RTs)作者选择来自铜绿假单胞菌的G2L4 逆转录酶进行研究。通过将其进行敲除,发现在敲除菌株中,与DNA修复、氧化应激和SOS反应相关的三个转录调节因子(AlgU,RpoS和LexA)表达上调,表明G2L4可能在DNA修复中起作用。进一步研究发现敲除菌株对能够导致双链断裂的X射线和过氧化氢敏感性大大增加,在大肠杆菌中的结果类似。进一步的分析表明:(1)G2L4逆转录酶可以通过微同源末端连接(microhomology-mediated end-joining,MMEJ)在跨损伤DNA合成和双链断裂修复中发挥作用,(2)在活性位点具有YADD的II内含子逆转录DNA修复中具有类似的功能(3)活性位点的异亮氨酸有利于MMEJ,而不是利用引物延伸(4)两种酶的MMEJ活性取决于RTs的保守结构RT0环。

综上,研究揭示了逆转录酶在DNA修复中起到的未预料的作用,这种DNA修复功能利用非LTR逆转录RT的保守结构特征,包括人LINE-1和其他真核非LTR逆转录转座子逆转录酶,表明这些酶可能在各种生物体中具有双链断裂修复的固有能力。

 

图:II族类内含子逆转录酶介导DNA双链断裂修复的机制模型

(周晓杰 摘译)

 

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