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DNA解旋酶通过在复制、修复、重组和转录过程中解开DNA来维持基因组稳定性，然而其在体内的作用位点仍然难以界定。在此，我们描述了一种基于测序的策略，通过将解旋酶与单链DNA特异性的活化诱导胞苷脱氨酶（AID）偶联，在全基因组范围内绘制解旋酶活性图谱。在解旋酶介导的DNA解链过程中暴露的胞嘧啶发生脱氨，可产生链特异性的突变足迹，并可通过全基因组测序以接近核苷酸分辨率加以检测。 利用酿酒酵母RecQ4家族解旋酶Hrq1——人RECQL4的功能同源物——我们构建了首个Hrq1活性的全基因组图谱。Hrq1依赖性的脱氨事件在由RNA聚合酶III（RNAPIII）转录的基因处高度富集，尤其是在tRNA基因处，且主要发生于转录模板链上。采用过表达的Hrq1-AID融合蛋白以及一种可诱导二聚化系统将AID募集至内源表达的Hrq1，这种定位模式均可重复观察到；而在解旋酶失活突变存在时，该信号显著降低，表明所观察到的信号来源于活性的DNA解链。 无论转录水平、复制方向或与转座元件的邻近性如何，Hrq1均与几乎所有tRNA基因相关联；然而，在所测试条件下，删除或过表达Hrq1均未可检测地改变前体tRNA的丰度或RNA聚合酶III的再循环。将同一方法应用于PIF1家族解旋酶Rrm3时，我们重现了其在一部分高转录、与复制方向相向的tRNA基因处的已知富集特征，从而验证了该方法。 综上，这些发现确立了AID介导的突变足迹分析作为一种用于体内绘制解旋酶活性的通用方法，并揭示了RecQ4家族解旋酶Hrq1与RNAPIII转录基因之间一种出人意料且广泛存在的关联。
解旋酶产生的单链DNA的全基因组定位揭示了Hrq1在线粒体外RNA聚合酶III转录基因处的活性
Shaili Regmi，Noof Alsulaiti，Daniel Darling，Anastasiya Bolgova，Bertrand Theulot，Spencer J Gray，Matthew L Bochman，Duncan J Smith
doi： https://doi.org/10.64898/2026.08.13.744683
摘要
DNA解旋酶通过在复制、修复、重组和转录过程中解开DNA来维持基因组稳定性，但其在体内的作用位点仍然难以界定。在此，我们描述了一种基于测序的策略，通过将解旋酶与单链DNA特异性的活化诱导胞苷脱氨酶（AID）偶联，实现对全基因组范围内解旋酶活性的定位。对在解旋酶介导的DNA解链过程中暴露出来的胞嘧啶进行脱氨，会产生具有链特异性的突变足迹，可通过全基因组测序以接近单核苷酸分辨率进行检测。利用酿酒酵母RecQ4家族解旋酶Hrq1——人RECQL4的功能同源物——我们构建了首个Hrq1活性的全基因组图谱。Hrq1依赖性的脱氨作用在RNA聚合酶III（RNAPIII）转录基因处高度富集，尤其是在tRNA基因处，并且主要发生于转录模板链上。采用Hrq1-AID融合蛋白过表达以及一种可诱导二聚化系统将AID招募至内源表达的Hrq1，两种方法均可重现这一定位模式；而解旋酶失活突变则显著降低了该信号，表明所观察到的信号来源于活跃的DNA解链。无论转录水平、复制方向或与转座元件的邻近性如何，Hrq1均与几乎所有tRNA基因相关联；然而，在所测试条件下，删除或过表达Hrq1均未可检测地改变前体tRNA的丰度或RNA聚合酶III的再循环。将同一方法应用于PIF1家族解旋酶Rrm3时，成功恢复了其在一部分高转录、与复制迎头相撞的tRNA基因处的既有富集模式，从而验证了该方法。综上，这些发现确立了AID介导的突变足迹分析作为一种在体内定位解旋酶活性的通用方法，并揭示了RecQ4家族解旋酶Hrq1与RNAPIII转录基因之间一种出乎意料且广泛存在的关联。
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🏷️ DNA解旋酶 Hrq1 RNA聚合酶III tRNA基因 全基因组定位 AID突变足迹