SPIDR和PSO4在DNA損傷應答過程中的分子機制研究.pdf

1、為了應對DNA損傷威脅，真核生物進化出了一系列的DNA損傷應答反應機制（DNA damage response，DDR）。DDR是一個由許多不同的信號通路所組成的復雜的信號網絡，負責在整個細胞周期內應對各種內源性和外源性的損傷威脅，這些信號通路包括:DNA修復、細胞周期檢驗點、轉錄調控和細胞凋亡等。
　　DNA雙鏈斷裂是細胞內所有損傷類型中最為嚴重的損傷之一，為了應對這種威脅性的損傷類型，機體演化出了兩種主要修復機制:非同源末端連

2、接(non-homologous end-joining，NHEJ)和同源重組修復(homologous recombination，HR)。HR修復方式在維持基因組的穩(wěn)定性方面發(fā)揮了關鍵的作用，這一修復通路中的任一關鍵蛋白發(fā)生突變都會導致腫瘤以及其他嚴重疾病的發(fā)生。布魯姆綜合癥是一類臨床表現為發(fā)育缺陷、免疫缺陷、基因組高度不穩(wěn)定以及高癌癥誘發(fā)率的疾病，其誘因是RecQ家族成員之一的BLM基因發(fā)生了突變。BLM(Bloom's synd

3、rome protein)，即布魯姆綜合癥蛋白，它可以與HR信號通路精密協(xié)作，在修復過程中促進DNA的精準合成，高效地完成雙鏈斷裂的修復。然而，BLM與HR在機體內究竟是怎樣精準協(xié)作的分子機制尚不清楚。在本論文的第一個課題中，我們定義了一個新的蛋白SPIDR(scaffolding protein involved inDNA repair，SPIDR)，并證明了它具有連接BLM和HR修復信號通路的橋梁功能。SIPDR可以分別與BLM和

4、RAD51相互作用，以形成一個在機體內發(fā)揮重要功能的BLM/RAD51復合體。用RNA干擾的方法降低內源性的SPIDR的表達之后，BLM和RAD51不能有效定位到DNA損傷位點，并使姐妹染色單體交換（sister-chromatid exchanges，SCE）的水平明顯升高，而SCE水平過高是布魯姆綜合癥的表型之一。此外，降低內源性的SPIDR的表達，也會導致基因組的不穩(wěn)定、同時增加了細胞對損傷誘導劑的敏感性。所以我們猜想，SPIDR

5、作為一個腳架蛋白，通過調節(jié)BLM與RAD51的協(xié)作關系，一方面促進了HR修復的發(fā)生，另一方面也阻止或降低了不必要的甚至是具有毒性的代謝產物的生成。
　　ATR(ataxia telangiectasia-mutated and Rad3-related kinase)激酶是PIKK家族的成員之一，在DDR的細胞周期檢驗點信號通路中發(fā)揮了關鍵作用。當DNA損傷發(fā)生之后，ATR-ATRIP(ATR-interacting protei

6、n)復合物會被單鏈DNA結合蛋白——RPA(replication protein A)復合物招募到損傷位點，這對于ATR的激活是至關重要的。PSO4復合物是由PSO4/PRP19/ SNEV、CDC5L、PLRG1和SPF27所組成的異源四聚體復合物，之前的研究報道了其在mRNA前體的剪切方面的重要作用。最近的報道指出，PSO4復合物可能在DDR中也扮演了重要的角色，但其具體的分子機制尚不明確。在本論文的第二個課題中，我們發(fā)現BCAS

7、2通過與RPA相互作用的方式使PSO4復合物被招募到了損傷位點。降低內源性的BCAS2或者PSO4的表達水平，都會影響ATRIP在損傷位點的聚集、CHK1的激活和RPA2的磷酸化水平。之后，我們進一步證明，無論是BCAS2與RPA1結合作用的缺陷，還是PSO4作為泛素E3連接酶活性的失去，都會使ATRIP在損傷位點的聚集、CHK1的激活狀況和RPA2的磷酸化水平受到明顯影響。所以我們的課題證明了，在面對DNA損傷壓力的情況下，PSO4復