Abstract Homology-directed repair (HDR), a critical DNA repair pathway in mammalian cells, is complex, leading to multiple outcomes with different impacts on genomic integrity. However, the factors that control these different outcomes are often not well understood. Here we show that SWS1-SWSAP1-SPIDR controls distinct types of HDR. Despite their requirement for stable assembly of RAD51 recombinase at DNA damage sites, these proteins are not essential for intra-chromosomal HDR, providing insight into why patients and mice with mutations are viable. However, SWS1-SWSAP1-SPIDR is critical for inter-homolog HDR, the first mitotic factor identified specifically for this function. Furthermore, SWS1-SWSAP1-SPIDR drives the high level of sister-chromatid exchange, promotes long-range loss of heterozygosity often involved with cancer initiation, and impels the poor growth of BLM helicase-deficient cells. The relevance of these genetic interactions is evident as SWSAP1 loss prolongs Blm -mutant embryo survival, suggesting a possible druggable target for the treatment of Bloom syndrome.

Abstract Templated DNA repair that occurs during homologous recombination and replication stress relies on RAD51. RAD51 activity is positively regulated by BRCA2 and the RAD51 paralogs. The Shu complex is a RAD51 paralog-containing complex consisting of SWSAP1 and SWS1. We demonstrate that SWSAP1-SWS1 binds RAD51, maintains RAD51 filament stability, and enables strand exchange. Using single molecule confocal fluorescence microscopy combined with optical tweezers, we show that SWSAP1-SWS1 decorates RAD51 filaments proficient for homologous recombination. We also find SWSAP1-SWS1 enhances RPA diffusion on ssDNA. Importantly, we show human sgSWSAP1 and sgSWS1 knockout cells are sensitive to pharmacological inhibition of PARP and APE1. Lastly, we identify cancer variants in SWSAP1 that alter SWS1 complex formation. Together, we show that SWSAP1-SWS1 stimulates RAD51-dependent high-fidelity repair and may be an important new cancer therapeutic target.