Molecular analysis of the human SMC5/6 complex and the NSE1 RING domain in genome integrity

Abstract

L'estabilitat del genoma durant la replicació i segregació dels cromosomes és essencial per a l'homeòstasi cel·lular i per prevenir la tumorogènesi. El complex SMC5/6, part de la família de proteïnes de manteniment estructural dels cromosomes (SMC), té un paper crític en la replicació i reparació de l'ADN. La subunitat NSE1 dins del complex conté un domini RING típic de les lligases E3 d'ubiquitina, però la seva funció precisa encara no s'ha elucidat. Aquest estudi demostra que el domini RING de NSE1 és crucial per a l'estabilitat del complex SMC5/6, ja que les mutacions en aquest domini redueixen els nivells de proteïna i en perjudiquen la funció. Les cèl·lules mutants mostren una major inestabilitat genòmica i forquilles de replicació més lentes. SMC5/6 regula la progressió de les forquilles i la disjunció cromosòmica de manera independent de FANCM. A més, SMC5/6 interacciona amb altres remodeladors de forquilles per controlar la velocitat de replicació i protegir les forquilles aturades. En conjunt, el complex SMC5/6 col·labora amb els remodeladors de forquilles per regular la progressió d'aquestes protegint contra l'estrès replicatiu i garantint la integritat del genoma. D'altra banda, el domini RING de NSE1 és essencial per al paper del complex SMC5/6 en el manteniment de la integritat del genoma.

La estabilidad del genoma durante la replicación y segregación de los cromosomas es esencial para la homeostasis celular y para prevenir la tumorogénesis. El complejo SMC5/6, parte de la familia de proteínas de mantenimiento estructural de los cromosomas (SMC), desempeña un papel crítico en la replicación y reparación del ADN. La subunidad NSE1 dentro del complejo contiene un dominio RING típico de las ligasas de ubiquitina E3, pero su función precisa aún no se ha elucidado. Este estudio muestra que el dominio RING de NSE1 es crucial para la estabilidad del complejo SMC5/6, ya que las mutaciones en este dominio reducen los niveles de proteína y afectan su función. Las células mutantes exhiben una mayor inestabilidad genómica y horquillas de replicación más lentas. Curiosamente, SMC5/6 regula la progresión de las horquillas y la disyunción cromosómica de forma independiente de FANCM. Además, SMC5/6 interactúa con otros remodeladores de horquillas para controlar la velocidad de replicación y proteger las horquillas paradas. En conjunto, el complejo SMC5/6 colabora con los remodeladores de horquillas para regular la progresión de las mismas protegiendo contra el estrés replicative y asegurando la integridad del genoma. Además, el dominio RING de NSE1 es esencial para el papel que desempeña el complejo SMC5/6 en el mantenimiento de la integridad del genoma.

Genome stability during chromosome replication and segregation is essential for cellular homeostasis and preventing tumorogenesis. The SMC5/6 complex, part of the structural maintenance of chromosomes (SMC) protein family, plays a critical role in DNA replication and repair. The NSE1 subunit within the complex contains a RING domain typical of E3 ubiquitin ligases, but its precise function remains to be elucidated. This study shows that the NSE1 RING domain is crucial for SMC5/6 complex stability, as mutations in this domain reduce protein levels and impair its function. Mutant cells exhibit increased genomic instability and slower replication forks. Interestingly, SMC5/6 regulates fork progression and chromosome disjunction independently of FANCM. Additionally, SMC5/6 interacts with other fork remodelers to control replication speed and protect stalled forks. Overall, the SMC5/6 complex works with fork remodelers to regulate fork progression, protecting against replication stress and ensuring genome integrity. Moreover, the NSE1 RING domain is essential for SMC5/6's role in maintaining genome integrity.