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Enregistrement W2786550434 · doi:10.1021/acs.accounts.7b00582

DNA’s Encounter with Ultraviolet Light: An Instinct for Self-Preservation?

2018· article· en· W2786550434 sur OpenAlexafffund
Adam Barlev, Dipankar Sen

Notice bibliographique

RevueAccounts of Chemical Research · 2018
Typearticle
Langueen
DomaineAgricultural and Biological Sciences
ThématiqueLight effects on plants
Établissements canadiensSimon Fraser University
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of Canada
Mots-clésPhotolyasePyrimidine dimerDNAThymineCofactorDeoxyribozymeGuanineChemistryRNADNA repairBiochemistryEnzymeBiologyBiophysicsNucleotideGene

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Photochemical modification is the major class of environmental damage suffered by DNA, the genetic material of all free-living organisms. Photolyases are enzymes that carry out direct photochemical repair (photoreactivation) of covalent pyrimidine dimers formed in DNA from exposure to ultraviolet light. The discovery of catalytic RNAs in the 1980s led to the "RNA world hypothesis", which posits that early in evolution RNA or a similar polymer served both genetic and catalytic functions. Intrigued by the RNA world hypothesis, we set out to test whether a catalytic RNA (or a surrogate, a catalytic DNA) with photolyase activity could be contemplated. In vitro selection from a random-sequence DNA pool yielded two DNA enzymes (DNAzymes): Sero1C, which requires serotonin as an obligate cofactor, and UV1C, which is cofactor-independent and optimally uses light of 300-310 nm wavelength to repair cyclobutane thymine dimers within a gapped DNA substrate. Both Sero1C and UV1C show multiple turnover kinetics, and UV1C repairs its substrate with a quantum yield of ∼0.05, on the same order as the quantum yields of certain classes of photolyase enzymes. Intensive study of UV1C has revealed that its catalytic core consists of a guanine quadruplex (G-quadruplex) positioned proximally to the bound substrate's thymine dimer. We hypothesize that electron transfer from photoexcited guanines within UV1C's G-quadruplex is responsible for substrate photoreactivation, analogous to electron transfer to pyrimidine dimers within a DNA substrate from photoexcited flavin cofactors located within natural photolyase enzymes. Though the analogy to evolution is necessarily limited, a comparison of the properties of UV1C and Sero1C, which arose out of the same in vitro selection experiment, reveals that although the two DNAzymes comparably accelerate the rate of thymine dimer repair, Sero1C has a substantially broader substrate repertoire, as it can repair many more kinds of pyrimidine dimers than UV1C. Therefore, the co-opting of an amino acid-like cofactor by a nucleic acid enzyme in this case contributes functional versatility rather than a greater rate enhancement. In recent work on UV1C, we have succeeded in shifting its action spectrum from the UVB into the blue region of the spectrum and determined that although it catalyzes both repair and de novo formation of thymine dimers, UV1C is primarily a catalyst for thymine dimer repair. Our work on photolyase DNAzymes has stimulated broader questions about whether analogous, purely nucleotide-based photoreactivation also occurs in double-helical DNA, the dominant form of DNA in living cells. Recently, a number of different groups have reported that this kind of repair is indeed operational in DNA duplexes, i.e., that there exist nucleotide sequences that actively protect, by way of photoreactivation (rather than by simply preventing their formation), pyrimidine dimers located proximal to them. Nucleotide-based photoreactivation thus appears to be a salient, if unanticipated, property of DNA and RNA. The phenomenon also offers pointers in the direction of how in primordial evolution-in an RNA world-early nucleic acids may have protected themselves from structural and functional damage wrought by ultraviolet light.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,034
Score d'incertitude au seuil0,287

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,001
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,052
Tête enseignante GPT0,336
Écart entre enseignants0,284 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations28
Publié2018
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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