9-1-1蛋白质复合体在DNA双链断裂非同源末端连接修复中作用机理的研究

Endogenous and enviromental factors constantly causes genomic DNA lesions in cells. In normal cells, DNA repair and cell cycle checkpoint control systems coordinately and efectively repair these lesions and maintain genomic integrity. Malfunctional mutations of the genes in DNA repair and cell cycle checkpoint control systems can cause high levels of DNA lesions leading to severe diseases such as cancer. Previous studies show that the ring-like 9-1-1 protein complex composed of Rad9, Hus1 and Rad1 plays important roles in cell cycle checkpoint controls and a few DNA repair pathways (direct damage reverse, base excision repair， mismatch repair and homologous recombination repair). Our recent preliminary work has demonstrated that (1)Rad9 also plays an important role in nomhomologous endjoining (NHEJ) double strand DNA repair, and (2) Rad9 physically interacts with the key NHEJ protein factor Ku70. We will investigate the role of Rad9 and its molecular mechanisms in this proposed study.

内源和外源因素持续对细胞中基因组DNA造成损伤。正常细胞通过DNA修复系统和细胞周期监控点系统的协调作用有效修复这些损伤，维持基因组稳定性。当DNA修复系统或/和细胞周期监控点系统基因突变，会导致高水平DNA损伤，并由此导致癌症等疾病的发生。过去的研究表明，由Rad9、Hus1和Rad1构成的9-1-1三聚复合体在细胞周期监控点和多种DNA损伤修复（直接回复、碱基切除、错配和同源重组修复）中发挥重要作用。我们最近的前期研究显示：（1）Rad9在DNA双链断裂非同源末端连接修复中也起重要作用；（2）Rad9与该修复中的关键蛋白质Ku70相互作用。我们将在该申请项目中研究Rad9参与DNA双连断裂非同源末端连接修复的分子机理。

内源和外源因素持续对细胞基因组DNA造成损伤。正常细胞通过DNA损伤修复系统和细胞周期监控点的协调作用有效修复损伤，维持基因组稳定性。DNA损伤修复系统或/和细胞周期监控点基因突变，会导致高水平DNA损伤，并由此导致癌症等疾病的发生。由Rad9, Hus1和Rad1构成的9-1-1三聚复合体在细胞周期监控点和多种DNA损伤修复（直接回复，碱基切除，错配和同源重组修复）中发挥重要作用。本项目中，我们研究了Rad9参与DNA双链断裂非同源末端连接修复的分子机理，获得了以下2方面的重要结果。1）研究了9-1-1复合体在干细胞和分化细胞NHEJ中的作用，发现Rad9和Rad1在小鼠胚胎干细胞和小鼠分化细胞中均参与NHEJ功能，且分化对Rad9和Rad1基因参与NHEJ功能的影响不同。 2）深入研究了9-1-1复合体参与胚胎干细胞NHEJ的机理。研究了9-1-1复合体与关键NHEJ蛋白共定位；证实Rad9 缺失导致 DNA-PK 激酶激活缺失；构建了不与Ku70结合的Rad9突变体，建立了能在活细胞中检测NHEJ能力的细胞模型。以上工作拓宽了人们对于NHEJ机理的认识，也为DNA损伤修复相关的疾病如肿瘤的研究提供了重要信息。