# Joint Molecule Formation During Recombination

> **NIH NIH R01** · UNIVERSITY OF CALIFORNIA AT DAVIS · 2020 · $293,112

## Abstract

Summary/Abstract 
 
Homologous recombination is a chromosome repair process that plays essential roles in meiosis, the 
specialized cell division that produces gametes. Defects in meiotic recombination are a leading cause of 
infertility, pregnancy loss and congenital disease in humans. A major gap in our understanding of meiotic 
recombination is the mechanism of the recombination-­associated DNA synthesis (RADS) that is essential to 
restore chromosome integrity. This knowledge gap persists because of inherent challenges to studying meiotic 
RADS in vivo, in particular the essential nature of DNA replication factors, the need to study RADS in isolation 
from chromosomal replication, and the requirement for special assays to measure RADS. These hurdles have 
now been overcome using an innovative combination of chemical, real-­time and molecular genetics tools in 
budding yeast that enable acute inactivation of essential replication factors specifically during recombination, 
and measurement of de novo DNA synthesis. This system utilizes an ATP-­analog sensitive allele of the Cdc7 
kinase (cdc7-­as3) to synchronize cells after S-­phase, but before recombination is initiated. Real-­time 
inactivation of essential replication factors is achieved using the auxin-­inducible degron (AID) system, which 
has been rewired and optimized for use in meiotic cells. To monitor RADS, newly synthesized DNA is labeled, 
isolated and quantified using 5-­ethynyl-­2′-­deoxyuridine (Edu) incorporation, biotin-­azide click chemistry, 
streptavidin purification and quantitative PCR (qPCR). Exploiting these tools, the long-­term objectives of this 
project are to understand the nature, function, mechanism and regulation of RADS. These objectives will be 
pursued through three aims. Aim 1 will determine the role of RADS for both the DNA events of meiotic 
recombination and the chromosomal events of meiotic prophase using the comprehensive battery of 
molecular, genetic and cytological assays uniquely available in budding yeast. Aim 2 will test models of RADS 
by delineating the replication factors involved and systematically analyzing their roles. Complementary studies 
in mouse will analyze the localization and dynamics of replication factors at sites of recombination. Aim 3 will 
identify and characterize factors involved in the recruitment of replication factors to recombination sites and the 
regulation of RADS. Immunofluorescence cytology will be used to monitor chromosomal dynamics of 
replication factors and determine the genetic requirements for their localization. The timing and extent of RADS 
will be analyzed in strains mutant for factors predicted to modulate RADS, including meiosis-­specific 
recombination proteins, DNA helicases and topoisomerases. The results of these aims will provide 
unprecedented insights into the mechanism and regulation of RADS, filling a major gap in our understanding of 
meiotic recombination. These findings will be germane to und...

## Key facts

- **NIH application ID:** 9980914
- **Project number:** 5R01GM074223-16
- **Recipient organization:** UNIVERSITY OF CALIFORNIA AT DAVIS
- **Principal Investigator:** NEIL HUNTER
- **Activity code:** R01 (R01, R21, SBIR, etc.)
- **Funding institute:** NIH
- **Fiscal year:** 2020
- **Award amount:** $293,112
- **Award type:** 5
- **Project period:** 2005-05-01 → 2022-07-31

## Primary source

NIH RePORTER: https://reporter.nih.gov/project-details/9980914

## Citation

> US National Institutes of Health, RePORTER application 9980914, Joint Molecule Formation During Recombination (5R01GM074223-16). Retrieved via AI Analytics 2026-05-24 from https://api.ai-analytics.org/grant/nih/9980914. Licensed CC0.

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*[NIH grants dataset](/datasets/nih-grants) · CC0 1.0*