INVESTIGATING GENOME PROTECTION AT G-QUADRUPLEXES: STRUCTURAL-FUNCTIONAL ANALYSIS OF S. CEREVISIAE DOMESTICATED TRANSPOSASE VID22

L'instabilità del genoma è una caratteristica distintiva dell'invecchiamento e di varie patologie umane, tra cui il cancro. L'instabilità genomica è provocata da agenti esogeni che danneggiano il DNA e da molteplici fattori endogeni, tra cui le G-tetradi, strutture secondarie non canoniche del DNA. Queste strutture eterogenee sono state implicate nella modulazione di numerosi processi biologici, inclusi la trascrizione e la replicazione. Di conseguenza, la perturbazione dell'omeostasi delle G-tetradi è associata ad alterazioni nell'espressione genica, a stress replicativo, a rotture del DNA e, in ultima analisi, a un aumento dell’instabilità del genoma. Abbiamo recentemente scoperto che la proteina Vid22 di Saccharomyces cerevisiae, un presunto membro della famiglia hAT di DNA trasposasi in base alla predizione di un motivo a dito di zinco di tipo BED e un ripiegamento simile alla ribonucleasi H, lega alcuni siti formanti G-tetradi e contrasta i loro effetti negativi sulla stabilità del genoma. In questo lavoro, ho mutato vari residui della proteina Vid22 o la sequenza di DNA di uno dei suoi siti di legame nel genoma per investigare i requisiti intrinseci ed estrinseci per il suo reclutamento alla cromatina. L'arricchimento di Vid22 in certi loci dipende dalla presenza di una G-tetrade e contribuisce al legame al DNA di Tbf1, un fattore regolativo generale multifunzionale. Inoltre, il ruolo di Vid22 nella protezione del genoma è correlato alla sua interazione fisica con Tbf1. La distorsione del motivo a dito di zinco di tipo BED, putativo dominio di legame al DNA, affligge solo parzialmente l'interazione di Vid22 con il DNA e Tbf1, mentre la mutazione di residui C-terminali abolisce entrambi i processi e correla con ipersensibilità cellulare a stress genotossici. Inoltre, Vid22 forma omodimeri in vivo. Il modello computazionale e la struttura a bassa risoluzione del dimero di Vid22 mostrano somiglianze sorprendenti con quello formato da Hermes, trasposasi attiva della famiglia hAT, nonostante la loro distanza evolutiva e la divergenza di sequenza. Analogamente a Hermes, il C-terminale di Vid22 sembra essere cruciale nel mantenimento della corretta struttura terziaria della proteina. La mutazione del C-terminale abolisce anche l'interazione Vid22-Vid22 a causa della sua prossimità spaziale a una seconda regione putativa di legame al DNA direttamente coinvolta nella dimerizzazione (residui 170-210), inferita per omologia con Hermes, la cui esistenza è corroborata dalla compromissione dell'auto-interazione nel mutante vid22 F195A. Pertanto, Vid22 origina evolutivamente dalla domesticazione di una DNA trasposasi della famiglia hAT a supporto della stabilità del genoma e della regolazione delle G-tetradi nel lievito gemmante. Poiché anche il genoma umano codifica proteine poco caratterizzate che sono predette possedere un’organizzazione di domini e un'origine evolutiva simili, la ricerca su Vid22 potrebbe gettare le basi per il loro studio, oltre a fornire nuove informazioni sul riconoscimento e sulla biologia delle G-tetradi.

Grantor dc:publisher

Università degli Studi di Milano

Year dc:date

2024

Author dc:creator

• BERNINI, GIULIA MARIA

Contributors dc:contributor

• supervisor: M. Muzi Falconi ; tutor: F. Lazzaro ; coordinator: R. Mantovani
• G.M. Bernini
• MUZI FALCONI, MARCO
• MANTOVANI, ROBERTO

• Settore BIO/11 - Biologia Molecolare

Statement dc:rights

• info:eu-repo/semantics/openAccess

Language dc:language

eng

Identifier

http://dx.doi.org/10.13130/bernini-giulia-maria_phd2024-06-25
10.13130/bernini-giulia-maria_phd2024-06-25

OAI identifier oai:identifier

oai:air.unimi.it:2434/1056588