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Cell:DNA雙鏈斷裂修復的關鍵小分子RNA

日期:2012-03-26 08:24:51

近日來自北京生命科學研究所的研究人員發現了一類在DNA雙鏈斷裂double strand breaks, DSBs)修復中起重要作用的小分子RNA。相關研究論文“A Role for Small RNAs in DNA Double-Strand Break Repair”于322日在線發布在《細胞》(Cell)雜志上。

 

領導這一研究的是北京生命科學研究所的戚益軍研究員,其研究興趣主要包括RISC的形成,小分子RNA如何識別和導致同源染色質的修飾,RNAi組分如何在不同通路中特異化,以及小分子RNA在擬南芥和衣藻生長發育過程中的作用。

 

DNA作為細胞生命活動最重要的遺傳物質,保持其分子結構的完整性和穩定性對于細胞的存活和正常生理功能的發揮具有重要意義。包括電離輻射、化療藥物及細胞代謝產物在內的多種外源和內源性因素都能引起不同形式的DNA損傷,其中DNA雙鏈斷裂是一種最嚴重的DNA損傷形式。DNA雙鏈斷裂可以導致突變、基因組不穩定性和細胞死亡,因此DNA雙鏈斷裂的修復對保持基因組的完整性和細胞的存活至關重要。真核生物具有復雜的DNA雙鏈斷裂(DSBs)修復機制,通過一系列的傳感器蛋白、傳導蛋白和效應器蛋白協同發揮作用。

 

在這篇文章中,研究人員在擬南芥和人類細胞中證實DNA雙鏈斷裂位點鄰近序列生成了21個核苷酸的小RNAs。研究人員將這些小RNAs命名為DSB誘導小RNAs(diRNA)。研究人員進一步在擬南芥中證實diRNAs的生物合成需要PI3激酶ATRRNA核糖核酸聚合酶IV (Pol IV)Dicer-蛋白的參與。上述因子和Pol V突變可顯著降低DNA雙鏈斷裂修復效率。此外,研究人員還證實在擬南芥中diRNAs是通過Argonaute 2 (AGO2)招募而參與調控DNA雙鏈斷裂修復的。在人類細胞中,研究人員證實敲除DicerAgo2可抑制DNA雙鏈斷裂修復。

 

這些研究結果表明小RNAsDNA雙鏈斷裂的修復信號通路中發揮了保守的重要功能,diRNAs有可能充當了向導分子引導了染色質修飾或將蛋白質復合物招募到DNA雙鏈斷裂位點促進了修復。為人們對DNA雙鏈斷裂修復機理的認識提供了突破性的新概念。


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