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카페인은 널리 소비되는 메틸잔틴 유도체로, 균류, 식물 및 인간을 포함한 여러 생물체에 걸쳐 다양한 생물학적 영향을 미친다. 효모에서 카페인은 DNA 손상 복구 경로와 세포 주기 체크포인트 신호를 방해하여 DNA 이중 가닥 절단 수리에 실패함으로써 세포 독성을 유도한다. 이 연구는 효모 결손 돌연변이체 라이브러리 스크리닝을 통해 카페인 내성과 관련된 새로운 요인으로 알파 튜불린 접힘 단백질을 암호화하는 ALF1 유전자를 확인하였다. alf1 돌연변이체는 비정상적인 세포 골격 형태와 카페인에 대한 높은 민감성을 나타내어, Alf1이 미세소관 형성 이외에 카페인 저항성에 독점적인 기능을 가지고 있음을 시사한다. 유전적 상호작용 연구는 ALF1의 결핍이 rad51 돌연변이체의 DSB 유도제에 대한 민감성을 악화시킴을 밝혀, 유전체의 안정성을 유지하는데 시너지 역할을 한다는 것을 보여준다. alf1 및 rad51 alf1 이중 돌연변이체에서 Rad52-GFP 초점의 형성은 Alf1이 DNA 손상 복구에 관여하고 있음을 더욱 뒷받침한다. 유세포 분석 결과, Alf1의 결핍이 DNA 손상 체크포인트를 활성화하여 G2/M 단계에서 세포 주기 진행을 멈추게 한다는 것이 밝혀졌다. 이러한 발견은 세포 골격 조절과 유전체 안정성 사이에 새로운 유전적 상호작용이 존재함을 보여주며, 세포의 생존을 위한 협력 메커니즘에 대한 통찰력을 제공하고, 특히 Rad51이 없는 경우 Alf1이 유전체 보존에 있어 특별히 중요한 역할을 한다는 것을 암시한다.
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Andrieux A, Aubry L, and Boscheron C. 2019. CAP-Gly proteins contribute to microtubule-dependent trafficking via interactions with the C-terminal aromatic residue of α-tubulin. Small GTPases 10, 138–145.
Benko Z, Fenyvesvolgyi C, Pesti M, and Sipiczki M. 2004. The transcription factor Pap1/Caf3 plays a central role in the determination of caffeine resistance in Schizosaccharomyces pombe. Mol. Genet. Genomics 271, 161–170.
Calvo IA, Gabrielli N, Iglesias-Baena I, García-Santamarina S, Hoe KL, Kim DU, Sansó M, Zuin A, Pérez P, Ayté J, et al. 2009. Genome-wide screen of genes required for caffeine tolerance in fission yeast. PLoS ONE 4, e6619.
Choi JE, Heo SH, and Chung WH. 2022. Yap1-mediated Flr1 expression reveals crosstalk between oxidative stress signaling and caffeine resistance in Saccharomyces cerevisiae. Front. Microbiol. 13, 1026780.
Choi JE, Heo SH, Kim MJ, and Chung WH. 2018. Lack of superoxide dismutase in a rad51 mutant exacerbates genomic instability and oxidative stress-mediated cytotoxicity in Saccharomyces cerevisiae. Free Radic. Biol. Med. 129, 97–106.
Benko Z, Fenyvesvolgyi C, Pesti M, and Sipiczki M. 2004. The transcription factor Pap1/Caf3 plays a central role in the determination of caffeine resistance in Schizosaccharomyces pombe. Mol. Genet. Genomics 271, 161–170.
Calvo IA, Gabrielli N, Iglesias-Baena I, García-Santamarina S, Hoe KL, Kim DU, Sansó M, Zuin A, Pérez P, Ayté J, et al. 2009. Genome-wide screen of genes required for caffeine tolerance in fission yeast. PLoS ONE 4, e6619.
Choi JE, Heo SH, and Chung WH. 2022. Yap1-mediated Flr1 expression reveals crosstalk between oxidative stress signaling and caffeine resistance in Saccharomyces cerevisiae. Front. Microbiol. 13, 1026780.
Choi JE, Heo SH, Kim MJ, and Chung WH. 2018. Lack of superoxide dismutase in a rad51 mutant exacerbates genomic instability and oxidative stress-mediated cytotoxicity in Saccharomyces cerevisiae. Free Radic. Biol. Med. 129, 97–106.
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