基因组的不稳定性是肿瘤发生的一个显著特点。准确的DNA复制,DNA损伤修复,以及在有丝分裂期染色体的精确分离都对维持基因组的稳定性起着至关重要的作用。由外源或内源因素对细胞内基因组造成不同形式的DNA损伤中,DNA双链断裂损伤是最致命的。在哺乳动物细胞中主要通过非同源末端连接和同源重组两条主要的途径来修复DNA双链断裂。在同源重组修复途径中,解旋由四条单链DNA分子形成的中间体Holliday交叉结构对于染色体的正确分离是必需的。在体外利用生物化学方法鉴定了人源GEN1蛋白具有Holliday交叉酶活性,说明GEN1蛋白参与到DNA双链断裂的同源重组修复途径中。但是目前对于人源GEN1蛋白在体内的生物学功能还知之甚少。本研究的目的是阐明GEN1蛋白在哺乳动物细胞中的生物学功能,及其在维持基因组稳定性过程中的作用机制。本研究整合了细胞生物学和分子生物学等相关技术,首次发现了GEN1蛋白能定位在中心体上,并发现GEN1蛋白缺失后产生不同细胞表型,证明了GEN1蛋白在细胞内通过调控DNA损伤修复和中心体复制来维持基因组的稳定性。本研究发现GEN1蛋白的N端中心体定位序列对于确保GEN1蛋白有效地定位到中心体起着关键作用；在细胞内敲低GEN1蛋白的表达导致中心体的过复制,并且形成多极纺锤体；在细胞内GEN1蛋白敲低还会引起中心体错误分离,形成多核细胞数目增加,产生凋亡细胞数目也增多,而且发现GEN1蛋白敲低后会导致细胞内积累DNA损伤。本研究还证实了GEN1蛋白参与DNA双链断裂同源重组修复途径,,这个现象提示GEN1蛋白在体内同样具有Holliday交叉酶活性。另外,本研究发现在细胞内野生型或内切酶活性突变的外源GEN1蛋白可以补偿由于内源GEN1蛋白缺失引起的中心体过复制,多级纺锤体的形成和产生多核细胞数目增加的现象,但是中心体定位序列突变外源GEN1蛋白不能补偿这些缺陷。本研究还证实只有野生型的外源GEN1蛋白可以补偿由于内源GEN1缺失引起的细胞内积累的DNA损伤,但是内切酶活性突变和中心体定位序列突变的外源GEN1都不能补偿这种缺陷。最后,本研究发现在GEN1蛋白敲低细胞中,ATR蛋白和mRNA水平都明显降低,由此引起应答DNA损伤的ATR/Chk1通路也受损,但是在GEN1蛋白敲低细胞中产生的中心体过复制的现象是不依赖于ATR和ATM通路。总之,本研究为人源GEN1蛋白的生物学功能研究提供了新视角,同时首次揭示了GEN1蛋白可以通过调节中心体复制,并参与到DNA双链断裂同源重组修复途径和调节ATR/Chk1的DNA损伤应答通路来维持基因组的稳定性。