近日，bet365 코리아（研究院）佘群新教授课题组发现并报道了原核生物首例延伸型DNA聚合酶。该部分研究成果以“A Well-Conserved Archaeal B-Family Polymerase Functions as an Extender in Translesion Synthesis”为题发表在mBio杂志上。bet365 코리아博士后冯旭为第一作者，硕士研究生张保昌为第二作者，佘群新教授为论文通讯作者，bet365 코리아为第一作者单位和通讯作者单位。

目前真核生物的Pol ζ为自然界中唯一一个延伸型DNA聚合酶。该酶在跨损伤合成中能够与其它DNA聚合酶通过“双聚合酶机制”协同工作，从而促进多种DNA损伤的复制过程。而在已经研究的细菌中该过程主要由一个DNA聚合酶完成。在古菌中是否存在延伸型DNA聚合酶以及双聚合酶跨损伤机制长期以来是一个重要的科学问题。

古菌中存在着一类广泛分布的PolB2家族DNA聚合酶，生物信息学分析发现其活性中心的保守氨基酸序列存在突变，从而推测该家族蛋白为失活的DNA聚合酶。然而佘群新课题组前期对冰岛硫化叶菌（一株模式古菌）中四个DNA聚合酶的遗传分析结果表明PolB2为一个有功能的蛋白，并且其介导了DNA损伤诱导的突变过程 (Fenget al., Front. Microbiol. 2020)。为解析PolB2蛋白工作的分子机制，本研究对两株古菌中的PolB2蛋白进行了内源表达纯化以及系统的生化特性分析。结果表明PolB2蛋白具有很强的错配延伸能力，并且其能够特异性地参与跨损伤过程的延伸阶段。这些结果表明PolB2代表了原核生物中首例延伸型DNA聚合酶(Fenget al., mBio. 2022)。进一步的研究表明PolB2能够与其它DNA聚合酶协同参与跨损伤过程 (Fenget al., Front. Microbiol. 2021)。PolB2家族蛋白广泛分布于古菌和部分细菌中，其工作机制的揭示也暗示双聚合酶协同跨损伤机制在含有PolB2的微生物中可能广泛存在。同时鉴于其独特的易错机制，对其进一步的研究将为跨损伤聚合酶的进化以及跨损伤DNA聚合酶在基因组碱基组成进化中的功能提供重要线索。

此项研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、博士后国际交流计划引进项目、bet365 코리아特别资助博士后项目的资助。

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https://journals.asm.org/doi/10.1128/mbio.02659-21