DSS1とssDNAはBRCA2のオリゴマー化を制御している

DSS1 and ssDNA regulate oligomerization of BRCA2.

• Hang Phuong Le
• Xiaoyan Ma
• Jorge Vaquero
• Megan Brinkmeyer
• Fei Guo
• Wolf-Dietrich Heyer
• Jie Liu

抄録

腫瘍抑制因子BRCA2は、一本鎖DNA上でのRAD51フィラメント形成を促進することにより、相同組換えを開始するために重要な役割を果たしている。小酸性タンパク質DSS1は、このプロセスにおいてBRCA2の重要なパートナーである。BRCA2はモノマーとして存在するだけでなく、オリゴマー複合体を形成しています（1,2）。電子顕微鏡解析により二量体構造がさらに特徴づけられた(3)が、異なるBRCA2集合体の機能的意義はまだ明らかにされていない。ここでは、生化学と電子顕微鏡イメージングを用いて、BRCA2の多量体化がDSS1とssDNAによって打ち消されることを実証した。この知見を検証する際に、3つの自己相互作用領域と、N-to-C末端相互作用とN-to-N末端相互作用の2種類の自己相互作用を同定した。BRCA2のN-to-C末端自己相互作用は、DSS1とssDNAに敏感である。BRCA2のN-to-C末端自己相互作用は、Ds1とssDNAによって制御されている。本研究では、DSS1がBRCA2をRPAに依存しない形で制御する新しい役割を果たしていることを明らかにした。DSS1はBRCA2の組換え機能に必須であることから、BRCA2のモノマー型とオリゴマー型は、組換えDNA修復と複製フォークの安定化において、異なる細胞内イベントに対して活性化しているのではないかと推測される。

The tumor suppressor BRCA2 plays a key role in initiating homologous recombination by facilitating RAD51 filament formation on single-stranded DNA. The small acidic protein DSS1 is a crucial partner to BRCA2 in this process. In vitro and in cells (1,2), BRCA2 associates into oligomeric complexes besides also existing as monomers. A dimeric structure was further characterized by electron microscopic analysis (3), but the functional significance of the different BRCA2 assemblies remains to be determined. Here, we used biochemistry and electron microscopic imaging to demonstrate that the multimerization of BRCA2 is counteracted by DSS1 and ssDNA. When validating the findings, we identified three self-interacting regions and two types of self-association, the N-to-C terminal and the N-to-N terminal interactions. The N-to-C terminal self-interaction of BRCA2 is sensitive to DSS1 and ssDNA. The N-to-N terminal self-interaction is modulated by ssDNA. Our results define a novel role of DSS1 to regulate BRCA2 in an RPA-independent fashion. Since DSS1 is required for BRCA2 function in recombination, we speculate that the monomeric and oligomeric forms of BRCA2 might be active for different cellular events in recombinational DNA repair and replication fork stabilization.

© The Author(s) 2020. Published by Oxford University Press on behalf of Nucleic Acids Research.