RNF8参与DNA双链断裂损伤修复途径选择倾向性的研究

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DNA是生物体内的重要遗传物质,控制着生物的多种生命活动如遗传与代谢等,然而DNA无时无刻不受到各种环境和自身因子等外源和内源因素的攻击和破坏,产生多种形式的损伤。DNA在产生损伤后,细胞会立即启动一套缜密又精确的应答体系来处理这些损伤,防止进一步给细胞功能及生理活动带来负面影响,这就是DNA损伤修复。DNA损伤修复是细胞对受损DNA的生理修复机制。DNA双链断裂(DSBs)是各种DNA损伤中最严重的损伤形式。有两条经典的修复途径应对DSBs损伤,即同源重组(Homologous re-combination,HR)修复和非同源重组末端连接(nohomologous end-joining,NHEJ)修复。如果断裂的DNA得不到及时修复会引起一系列生理事件改变,最为严重的情况就会导致细胞的功能缺陷、癌变、死亡。RNF8(Ring finger protein 8)是一种E3泛素连接酶,在DNA双链断裂损伤修复过程中起着重要作用。在干涉RNF8表达的情况下BRCA1和53BP1的募集受到严重影响,并且DNA双链断裂损伤修复的进程会受到抑制。既然RNF8影响53BP1和BRCA1的募集,而这两种分子又决定着两种损伤修复途径NHEJ修复和HR修复的抉择,那么RNF8是否参与这两种途径,又对两种途径的选择影响有何差异,是否会有倾向性呢?在本研究中,我们利用拓扑异构酶抑制剂ETO作为实验药物,构建了DNA损伤修复模型。我们发现10μM ETO刺激U2OS细胞20 min,修复1 h时损伤修复效果最佳。干涉RNF8表达后,细胞的增殖受到明显抑制,同时细胞凋亡现象增强,这意味着RNF8的缺失抑制了细胞DNA的损伤修复,使细胞的生理功能出现异常,导致了细胞生理功能凋亡增强,增殖减弱。随后我们检测了染色质上RNF8的募集情况,并发现DNA发生损伤后,染色质上RNF8募集逐渐增加,随着DNA损伤修复进程的完成,RNF8又逐渐脱离染色质。结果显示,RNF8参与DNA损伤修复过程。干涉RNF8表达后,DNA损伤修复途径抉择的Maker蛋白BRCA1和53BP1的募集也减弱,表明RNF8参与到了上述两条修复途径,并处于途径抉择的上游。为了进一步探究RNF8对两条修复途径选择的倾向性,我们利用实验室的报告系统细胞DR-GFP-U2OS和EJ5-GFP-U2OS,检测了RNF8参与的DNA双链断裂修复途径,并检测了RNF8影响两条途径程度的倾向性。DR-U2OS系统用来检测同源重组修复,EJ5-U2OS系统用来检测非同源末端连接修复。结果表明,RNF8在DNA损伤修复途径中对NHEJ途径影响程度更大。以上结果显示,RNF8参与DNA双链断裂损伤修复,并对DNA双链断裂修复的NHEJ途径影响程度更大。本研究将为RNF8对DSB损伤修复途径选择的研究奠定基础。
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