第一作者:  Yu Tao

通讯作者:  Jean Gautier

通讯单位:  中山大学

研究内容：

银纳米团簇(Ag NCs)具有突出的物理化学特性，包括与蛋白质和DNA相互作用的能力。鉴于Ag NCs在诊断和治疗上的应用越来越多，作者评估了Ag NCs对未受精的非洲爪蟾卵的非细胞提取物中DNA复制和DNA损伤反应的影响。并且发现，在许多银纳米材料中，Ag NCs独特地抑制了基因组DNA复制，并消除了非细胞提取物中的DNA复制检查点。Ag NCs不影响核膜或核小体的组装。添加Ag NCs的提取物在染色体维护(MCM)蛋白复合物的负载方面有很强的缺陷，这是一种解旋酶，可以在复制叉之前展开DNA。FLAG-Ag NCs的免疫共沉淀和Ag NCs相关蛋白的质谱分析表明，MCM和Ag NCs之间存在直接的相互作用。研究表明，Ag NCs直接阻止MCM的加载，阻断复制前复合物(pre-RC)组装和随后的DNA复制起始。总的来说，作者的发现拓宽了银纳米材料实验应用的范围，建立了Ag NCs作为研究染色体DNA复制的新工具。

要点一：

作者为一种银纳米材料与一种必需的核蛋白复合物之间的特异性相互作用提供了一个例子。Ag NCs与MCM具有独特的亲和力。Ag NCs独特地抑制了基因组DNA复制，并消除了非细胞提取物中的DNA复制检查点。

要点二：

   数据表明，抑制DNA复制是由于Ag NCs固有的几何形状和特征。初步探究了Ag NCs抑制DNA复制的机制。

要点三：

值得注意的是，此研究可以作为开发MCM蛋白复合物抑制剂用于实验和治疗应用的起点。

图1：银纳米团簇(Ag NCs)的合成和表征。(A)Ag NCs的结构示意图。(B)Ag NCs的吸光度和荧光光谱。(C)透射电镜(TEM)图像及相应的尺寸分布直方图。(D)Ag NCs的Zeta电位和水动力直径。

图2：Ag NCs可以独特地抑制DNA复制和复制检查点。

图3：Ag NCs影响DNA复制的起始。(A，B)DNA复制实验的时间过程。（C、D）Ag NCs阻止预RC组装。

图4：Ag NCs与MCM蛋白复合物相互作用。(A)合成FLAG-Ag NCs。(B)FLAG标记的Ag NCs抑制DNA复制检查点。非洲爪蟾虫卵提取物用加或不加AgNCs或FLAG-AgNCs的蚜虫素处理，并与精子核孵育。采用pChk1蛋白印迹法检测ATR的激活情况。(C，D)FLAG-Ag NCs存在下的染色质结合试验。(E)爪蟾卵提取物与FLAG肽（对照）或FLAG-Ag NCs孵育，用抗FLAG抗体免疫沉淀，用ORC1、CDC6和MCM3抗体进行免疫蛋白印迹。(F)非洲爪蟾卵提取物与FLAG-Ag NCs一起孵育1h。(G)在杆状病毒感染的细胞中表达的纯化的六聚体MCM复合物与FLAG-Ag NCs在体外孵育。

参考文献

Yu Tao, Tomas Aparicio, Mingqiang Li, Kam W. Leong, Shan Zha, and Jean Gautier, Inhibition of DNA replication initiation by silver nanoclusters, Nucleic Acids Research, 2021, 49, 9, 5074–5083.