SPIDR和PSO4在DNA損傷應(yīng)答過程中的分子機(jī)制研究.pdf

1、為了應(yīng)對DNA損傷威脅，真核生物進(jìn)化出了一系列的DNA損傷應(yīng)答反應(yīng)機(jī)制（DNA damage response，DDR）。DDR是一個(gè)由許多不同的信號通路所組成的復(fù)雜的信號網(wǎng)絡(luò)，負(fù)責(zé)在整個(gè)細(xì)胞周期內(nèi)應(yīng)對各種內(nèi)源性和外源性的損傷威脅，這些信號通路包括:DNA修復(fù)、細(xì)胞周期檢驗(yàn)點(diǎn)、轉(zhuǎn)錄調(diào)控和細(xì)胞凋亡等。
　　DNA雙鏈斷裂是細(xì)胞內(nèi)所有損傷類型中最為嚴(yán)重的損傷之一，為了應(yīng)對這種威脅性的損傷類型，機(jī)體演化出了兩種主要修復(fù)機(jī)制:非同源末端連

2、接(non-homologous end-joining，NHEJ)和同源重組修復(fù)(homologous recombination，HR)。HR修復(fù)方式在維持基因組的穩(wěn)定性方面發(fā)揮了關(guān)鍵的作用，這一修復(fù)通路中的任一關(guān)鍵蛋白發(fā)生突變都會(huì)導(dǎo)致腫瘤以及其他嚴(yán)重疾病的發(fā)生。布魯姆綜合癥是一類臨床表現(xiàn)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(fù)過程中促進(jìn)DNA的精準(zhǔn)合成，高效地完成雙鏈斷裂的修復(fù)。然而，BLM與HR在機(jī)體內(nèi)究竟是怎樣精準(zhǔn)協(xié)作的分子機(jī)制尚不清楚。在本論文的第一個(gè)課題中，我們定義了一個(gè)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(fù)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(gè)在機(jī)體內(nèi)發(fā)揮重要功能的BLM/RAD51復(fù)合體。用RNA干擾的方法降低內(nèi)源性的SPIDR的表達(dá)之后，BLM和RAD51不能有效定位到DNA損傷位點(diǎn)，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(nèi)源性的SPIDR的表達(dá)，也會(huì)導(dǎo)致基因組的不穩(wěn)定、同時(shí)增加了細(xì)胞對損傷誘導(dǎo)劑的敏感性。所以我們猜想，SPIDR

5、作為一個(gè)腳架蛋白，通過調(diào)節(jié)BLM與RAD51的協(xié)作關(guān)系，一方面促進(jìn)了HR修復(fù)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(chǎn)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(xì)胞周期檢驗(yàn)點(diǎn)信號通路中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。當(dāng)DNA損傷發(fā)生之后，ATR-ATRIP(ATR-interacting protei

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

7、2通過與RPA相互作用的方式使PSO4復(fù)合物被招募到了損傷位點(diǎn)。降低內(nèi)源性的BCAS2或者PSO4的表達(dá)水平，都會(huì)影響ATRIP在損傷位點(diǎn)的聚集、CHK1的激活和RPA2的磷酸化水平。之后，我們進(jìn)一步證明，無論是BCAS2與RPA1結(jié)合作用的缺陷，還是PSO4作為泛素E3連接酶活性的失去，都會(huì)使ATRIP在損傷位點(diǎn)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(fù)