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PNAS:深圳大学朱卫国研究组阐述同源重组DNA修复机制

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摘要 : 2017年7月25日,国际著名学术期刊《美国科学院院刊》在线发表了深圳大学医学部朱卫国教授研究团队题为《G9a coordinates with the RPA complex to promote DNA damage repair and cell survival》的研究性论文

2017年7月25日,国际著名学术期刊《美国科学院院刊》在线发表了深圳大学医学部朱卫国教授研究团队题为《G9a coordinates with the RPA complex to promote DNA damage repair and cell survival》的研究性论文,论文首次报道了重要的组蛋白甲基化修饰酶G9a在DNA双链损伤的情况下参与促进同源重组修复途径的分子机制,在研究表观遗传学分子在DNA损伤修复中的作用方面取得重要进展。博士研究生杨巧艳和朱骞为该研究论文的共同第一作者,深圳大学医学部朱卫国教授为论文通讯作者。

由各种因素引起的DNA损伤是导致细胞基因组不稳定、细胞转化和肿瘤发生的重要因素,生物细胞内对DNA损伤的修复过程则对应对DNA损伤和维持细胞正常生存起着至关重要的作用,如果DNA损伤后不能得到及时正确的修复便会引起各种疾病的发生,对于DNA损伤修复机制的研究有着重大的意义。DNA损伤修复过程分为两种方式,一种是非同源末端连接修复途径,另一种则是同源重组修复途径。这两种修复方式的关键环节之一均是相关修复蛋白到DNA损伤位点的招募过程,如果相关修复蛋白不能及时准确的招募到染色质上的DNA损伤位点,则修复过程不能顺利的进行。染色质上的各种生物学过程包括DNA损伤修复受到表观遗传学的调控,但目前关于表观遗传学分子如何调控DNA损伤修复蛋白招募到DNA损伤位点的机制还有待进一步研究阐明。

朱卫国教授研究团队在本研究中,发现重要的表观遗传学分子——组蛋白甲基化修饰酶G9a在发生DNA双链损伤的情况下会被迅速招募到DNA损伤位点,提示G9a有可能在DNA损伤修复过程中起作用。进一步的研究表明,体内的G9a第211位丝氨酸会被重要的磷酸激酶CK2催化发生磷酸化修饰,并且在诱导DNA损伤的情况下G9a第211位丝氨酸的磷酸化修饰会增加。而G9a第211位丝氨酸的磷酸化修饰对其到DNA损伤位点的招募过程起关键作用。进一步的实验探索发现G9a招募到DNA损伤位点后会招募一个重要的同源重组修复蛋白复合物RPA复合物。研究人员发现RPA复合物中的RPA70在体内体外均可以与G9a直接结合,而且这种结合在发生DNA损伤的情况下会发生增加。进一步的实验证明,在DNA损伤的情况下,G9a与RPA复合物在DNA损伤位点的结合对于DNA的修复过程至关重要。,如果将G9a敲除或者敲低均会导致细胞内DNA损伤修复效率的下降,同时细胞生存率也会降低。该研究发现了表观遗传学分子G9a参与DNA损伤同源重组修复途径的分子机制,找到了肿瘤细胞中CK2-G9a-RPA这样一条新的对于同源重组修复途径的调节方式,对于进一步理解表观遗传学在DNA损伤修复中扮演的角色有很大的帮助,同时对于未来在临床上针对G9a研发靶向抑制剂治疗肿瘤有重要的提示意义。

PNAS:深圳大学朱卫国研究组阐述同源重组DNA修复机制
原文链接:

G9a coordinates with the RPA complex to promote DNA damage repair and Cell survival

原文摘要:

Histone methyltransferase G9a has critical roles in promoting cancer-cell growth and gene suppression, but whether it is also associated with the DNA damage response is rarely studied. Here, we report that loss of G9a impairs DNA damage repair and enhances the sensitivity of cancer cells to radiation and chemotherapeutics. In response to DNA double-strand breaks (DSBs), G9a is phosphorylated at serine 211 by casein kinase 2 (CK2) and recruited to chromatin. The chromatin-enriched G9a can then directly interact with replication protein A (RPA) and promote loading of the RPA and Rad51 recombinase to DSBs. This mechanism facilitates homologous recombination (HR) and cell survival. We confirmed the interaction between RPA and G9a to be critical for RPA foci formation and HR upon DNA damage. Collectively, our findings demonstrate a regulatory pathway based on CK2–G9a–RPA that permits HR in cancer cells and provide further rationale for the use of G9a inhibitors as a cancer therapeutic.

doi:10.1073/pnas.1700694114

作者:朱卫国 点击:

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