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G-四链体（G4）是非经典的 DNA 二级结构，能够阻碍 DNA 复制和转录，并诱发基因组不稳定性；长期以来，PIF1 家族和 RecQ 家族的 DNA 解旋酶一直被认为是解开这类结构的主要酶。为直接检验这两个家族的相对贡献，我们测定了酿酒酵母解旋酶突变体在 G4 稳定配体 pyridostatin（PDS）存在条件下的生长情况。出乎意料的是，与野生型相比，任何单一的 PIF1 家族或 RecQ 家族突变体均未表现出对 PDS 的敏感性。只有在双突变体中才出现敏感性，而且这种现象既出现在同一家族内部的组合中，也出现在两个家族之间的组合中。这一模式表明，细胞对 G4 的耐受并非由某一家族单独承担，而是由多种解旋酶联合且部分可互换的活性所缓冲。 为考察这种冗余性是否超出经典参与者之外，我们检测了另外两种解旋酶；其人类直系同源蛋白被认为参与 G4 代谢：Chl1（DDX11/ChlR1）和 Srs2（RTEL1）。单独缺失 Chl1 并不会使细胞对 PDS 敏感，而 chl1 与 PIF1 家族或 RecQ 家族突变联合时，重现了上述冗余模式，但有一个具有启发意义的例外：chl1 hrq1 仍然对 PDS 耐受，这表明 Chl1 和 Hrq1 处于同一条遗传通路中。相比之下，srs2 是唯一对 PDS 敏感的单突变体，这界定了一种不可冗余的需求，即不存在其他解旋酶能够对其进行补偿。我们将这些结果整合为一个双层模型：其中，一个具有冗余性的解旋酶库负责解消与 G4 相关的基因组胁迫，而一种不可冗余的 Srs2 功能则负责应对其促重组后果。我们的研究结果将 G4 维持机制从家族特异性活动重新界定为一种分布式、受缓冲的网络。
一种受遗传缓冲的解旋酶网络促进酿酒酵母对G-四链体稳定化的耐受 | bioRxiv
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一种受遗传缓冲的解旋酶网络促进酿酒酵母对G-四链体稳定化的耐受
Spencer J. Gray Matthew L. Bochman
doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.07.737069
Spencer J. Gray 印第安纳大学
Matthew L. Bochman 印第安纳大学
通讯作者： bochman{at}iu.edu
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摘要
G-四链体（G4）是非经典DNA二级结构，可阻碍DNA复制和转录，并诱发基因组不稳定性；长期以来，PIF1家族和RecQ家族的DNA解旋酶一直被视为解开这些结构的主要酶。为直接检验这两个家族的相对贡献，我们测定了酿酒酵母解旋酶突变体在G4稳定配体吡啶并二唑啉（pyridostatin，PDS）存在下的生长情况。出乎意料的是，与野生型相比，任何单一PIF1家族或RecQ家族突变体都未表现出对PDS的敏感性。敏感性仅在双突变体中出现，而且既见于同一家族内的组合，也见于两个家族之间的组合。这一模式表明，G4耐受性并非由任何单一家族决定，而是由多种解旋酶共同且部分可相互替代的活性所缓冲。为探究这种冗余性是否超出经典参与者，我们检测了另外两种解旋酶，其人类直系同源蛋白与G4代谢有关：Chl1（DDX11/ChlR1）和Srs2（RTEL1）。单独缺失Chl1并不会使细胞敏感，而chl1与PIF1家族或RecQ家族突变组合时重现了这种冗余模式，但有一个具有信息意义的例外：chl1 hrq1仍对PDS耐受，表明Chl1和Hrq1位于共同的遗传途径中。相比之下，srs2是唯一对PDS敏感的单突变体，这界定了一种非冗余性需求，且没有其他解旋酶能够补偿。我们将这些结果整合为一个双层模型：其中，冗余的解旋酶池负责解决与G4相关的基因组胁迫，而非冗余的Srs2功能则处理其促重组后果。我们的发现将G4维持重新界定为一种分布式、受缓冲的网络，而非家族特异性活性。
版权
本预印本的。 本文依据CC-BY-NC-ND 4.0国际许可协议提供。
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发布于2026年7月11日。
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一种受遗传缓冲的解旋酶网络促进酿酒酵母对G-四链体稳定化的耐受 Spencer J. Gray，Matthew L. Bochman bioRxiv 2026.07.07.737069； doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.07.737069
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一种受遗传缓冲的解旋酶网络促进酿酒酵母对G-四链体稳定化的耐受 Spencer J. Gray，Matthew L. Bochman bioRxiv 2026.07.07.737069； doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.07.737069
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.07.737069v1?rss=1
🏷️ G-四链体 DNA解旋酶 遗传缓冲 酿酒酵母 基因组稳定性