Okazaki fragment maturation is an important process in eukaryotic DNA replication for maintaining genome integrity. The principal mechanism is processing generation of 5’-flaps which have the potential to form a variety of structure. Obviously, accumulation of unprocessed flaps is detrimental to cells, which potentially leads to mutations and chromosome aberrations that ultimately cause diseases. Dna2 and Rad27 (yeast Fen1; Flap-endonuclease 1) play central role in removing the unprocessed flaps that arise during DNA lagging strand replication process. In previous research, genetic interaction between Rad27 and HCS1 (yeast DNA helicase A; DNA polymerase α- associated helicase A), and possible involvements of HCS1 in the lagging strand synthesis were reported. We aimed to elucidate the relevance of HCS1 in flap processing with Dna2 and Rad27. We showed that the overexpression of HCS1 can suppress the lethality of Dna2 helicase mutants in Saccharomyces cerevisiae, which indicates the involvement of HCS1 in flap processing in vivo. It was also found that HCS1 strongly interacts with Rad27 and PCNA in vitro. Nuclease assay showed HCS1 stimulate the nuclease activities of Rad27 and Dna2.
진핵 생물의 DNA 복제 과정에서 생성되는 오카자키 단편을 처리하는 것은 유전체 보존에 있어서 중요한 과정이다. 특히 잠재적으로 다양한 구조를 생성할 수 있는 5’말단의 flap을 처리하는 것이 핵심 메커니즘이다. 처리되지 않은 flap들이 축적되는 것은 세포들에게 치명적이며, 이는 잠재적으로 돌연변이, 그리고 염색체 이상을 일으켜 질병들의 원인이 된다. Dna2와 Rad27 (출아 효모에서의 Fen1; Flap-endonuclease 1)은 DNA 선도 가닥의 복제 과정에서 생성되는 이러한 처리되지 않은 flap들을 제거하는 중심 역할을 한다. 선행된 연구에서는 Rad27과 HCS1(효모 DNA 헬리카제 A)의 유전적인 상호 작용을 발견했으며, 이로 인해 HCS1이 DNA 선도 가닥 합성에 관여할 가능성을 보고하였다. 본 논문은 HCS1이 flap 을 처리하는데 있어서 Dna2, 그리고 Rad27과 어떠한 관련성이 있는지를 규명할 목적으로 연구를 진행하였다. 우선 HCS1을 과발현했을 때, 출아 효모의 Dna2 헬리카제 돌연변이 치사성이 억제됨을 보였다. 또한 HCS1은 Rad27과 강력하게 결합하며, 선도 가닥 합성 과정에서의 다른 주요 단백질인 PCNA와도 물리적으로 결합한다. 그리고 HCS1은 Rad27과 Dna2의 뉴클라제 활성을 증가시키는 것을 입증하였다.
