Folding and persistence times of intramolecular G-quadruplexes transiently embedded in a DNA duplex

Autor: Tran, Phong Lan Thao, Rieu, Martin, Hodeib, Samar, Joubert, Alexandra, Ouellet, Jimmy, Alberti, Patrizia, Bugaut, Anthony, Allemand, Jean-François, Boulé, Jean-Baptiste, Croquette, Vincent
Přispěvatelé: Structure et Instabilité des Génomes (STRING), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ABCD : Biophysique des Biomolécules, Laboratoire de physique de l'ENS - ENS Paris (LPENS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Sorbonne Université (SU)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Sorbonne Université (SU)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL), Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Depixus SAS [Paris], Ecole Superieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris (ESPCI Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL), ANR-15-CE12-0015,Museq,Séquençage multi-échelle d'ADN génomique répété G/C riche par manipulation en molecule unique en pinces magnétiques(2015), ANR-19-CE11-0021,G4-crash,Collision entre moteurs moléculaires et structures G4 seules ou liées à des protéines de liaison observée à l'échelle de la molécule unique en pinces magnétiques(2019), Laboratoire de physique de l'ENS - ENS Paris (LPENS (UMR_8023)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP), Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS), Département de Biologie - ENS Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Boulé, Jean-Baptiste, Séquençage multi-échelle d'ADN génomique répété G/C riche par manipulation en molecule unique en pinces magnétiques - - Museq2015 - ANR-15-CE12-0015 - AAPG2015 - VALID, Collision entre moteurs moléculaires et structures G4 seules ou liées à des protéines de liaison observée à l'échelle de la molécule unique en pinces magnétiques - - G4-crash2019 - ANR-19-CE11-0021 - AAPG2019 - VALID, Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Département de Physique de l'ENS-PSL, École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Département de Physique de l'ENS-PSL, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Nucleic Acids Research
Nucleic Acids Research, Oxford University Press, In press, ⟨10.1093/nar/gkab306⟩
Nucleic Acids Research, In press, ⟨10.1093/nar/gkab306⟩
ISSN: 1362-4962
0305-1048
DOI: 10.1093/nar/gkab306⟩
Popis: G-quadruplex (G4) DNA structures have emerged as important regulatory elements during DNA metabolic transactions. While many in vitro studies have focused on the kinetics of G4 formation within DNA single-strands, G4 are found in vivo in double-stranded DNA regions, where their formation is challenged by the complementary strand. Since the energy of hybridization of Watson-Crick structures dominates the energy of G4 folding, this competition should play a critical role on G4 persistence. To address this, we designed a single-molecule assay allowing to measure G4 folding and persistence times in the presence of the complementary strand. We quantified both folding and unfolding rates of biologically relevant G4 sequences, such as the cMYC and cKIT oncogene promoters, human telomeres and an avian replication origin. We confirmed that G4s are found much more stable in tested replication origin and promoters than in human telomere repeats. In addition, we characterized how G4 dynamics was affected by G4 ligands and showed that both folding rate and persistence time increased. Our assay opens new perspectives for the measurement of G4 dynamics in double-stranded DNA mimicking a replication fork, which is important to understand their role in DNA replication and gene regulation at a mechanistic level.
Graphical Abstract Graphical AbstractA single-molecule assay allowing to measure G-quadruplex folding and persistence times in the presence of the complementary strand using magnetic-tweezers.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: