PDF《BRCA1 与DSB 修复路径取向》

1 ( breast cancer susceptibility gene 1,BRCA1) 的研究, 发现 BRCA1 对DSB 的正确或错误性修复发挥开关作用. 本文从 DNA 末端切除、 细胞周期调控和染色质修饰等方 面, 阐述其决定 DSB 修复取向的机制.

1 乳腺癌易感基因

1 BRCA1 基因是目前发现的外显率最高的乳腺 第1期吴晓丹等: BRCA1 与DSB 修复路径取向 癌易感基因之一. BRCA1 定位于人染色体 17q21,是 含有

1 863 个氨基酸的巨大蛋白质, 拥有多个特征性 结构域, 与许多不同的蛋白质分子相互作用, 形成数 个巨型复合物 [

1 ] . 通过蛋白质- 蛋白质相互作用, 蛋 白质- DNA 相互作用, 一方面它能被不同的早期蛋白 质, 如MRN 复合物( MRE11 /RAD50 /NBS1) 、 受体相 关蛋白 80( receptor associated protein 80,RAP80) 、 复 制蛋白 A( replication protein A,RPA) 、 多聚二磷酸腺 苷聚合酶-

3 ( poly ( adenosine diphosphate ribose) polymerase-3, PARP3) , KU70- KU80 异二聚体( KU70- KU80 heterodimer, KU) 等分阶段地募集到 DSB 及其 周边的染色质区;

另一方面, 通过它能招募其它大量 的蛋白质到达 DSB 损伤灶, 适应不同的 DSB 损伤微 环境, 指导执行不同的 DSB 修复.

2 DNA 损伤修复 哺乳动物的 DSB 损伤主要由

2 条通路进行修 复[2],同源重组( homologous recombination,HR) 和非 同源末端连接( non- homologous end joining, NHEJ) . HR 分为同源重组修复(homologous- directed repair,HDR ) 和单链退火修复(single strand annealing,SSA) . HDR 是由正确的同源序列作模板 指导 DSB 缺口的修复, 是一条无错倾向的修复通 路. 而当 DSB 两侧附近分布有直接重复长序列( >

30 核苷酸) 时, 彼此有可能形成互补的长单链 DNA ( single- stranded DNA,ssDNA) , 进而在 RAD52 指引 下发生退火,执行 SSA 修复, 导致两重复长序列之 间的大片段被删除或被交换. NHEJ 分为经典的非同源末端连接 ( classical non- homologous end joining,C- NHEJ) 和非经典的末 端连接( alternative end joining, A- EJ) [2 ] . C- NHEJ 不 使用长的同源序列指导修复, 它只是将 DSB 的两断 端稍作加工处理, 甚至不处理就直接连接, 经常伴有 DSB 缺口周边序列的轻微改变 [3 ] . DSB 断端的正确 连接, 对遗传信息的持续稳定性十分重要, 但是, 由 于哺乳类基因组中非编码区占据了大部分, C- NHEJ 几个碱基的变化不会引发其原基因序列的删除改 变, 故而可被机体所容忍, 是机体修复 DSBs 的主要 路径. 但是, 当C- NHEJ 核心因子 KU 或下游组分缺 失时, 细胞会利用广泛存在于基因组 DNA 内的短重 复序列( 仅有几个核苷酸大小) , 暴露、 匹配并连接 微小同源的短 ssDNA, 因而造成位居中间的片段丢 失或易位, 谓之微同源序列介导的末端连接(microhomology mediated end joining,MMEJ) 或A- EJ[4 ] . DNA 损伤修复的类型见 Fig. 1. Fig.

1 DSB is divided into two major pathways: HR and NHEJ Single- strand annealing ( SSA) ,a double- strand break occurs in regions oanked by direct repeat DNA sequences. HDR is a template- dependent repair process. HDR is presumed to be predominantly a nonmutagenic,precise type of repair. In contrast to HR,repaired by canonical NHEJ ( C- NHEJ) is not based on an intact partner sharing homologous sequences to repair broken ends. A- EJ is proposed that a single strand DNA resection reveals complementary micro- homologies

3 乳腺癌易感基因

1 对DNA 双链断裂断端 的保护和切除 3.