辐射致DSBs损伤反应中PML调控衰老相关分子WRN的分子机制及功能研究

DNA损伤反应（DNA damage response）信号调控网络是维持基因组稳定性的核心机制。它与DNA损伤相关疾病，诸如衰老、肿瘤、多种遗传综合征的发生发展密切相关。我们新近研究发现：辐射致DNA双链断裂（DSBs）损伤反应中，重要的多功能蛋白复合体PML-NBs的核心分子PML能调控衰老相关蛋白WRN（werner）的表达和定位，参与DNA损伤修复。同时发现PML敲低(knockdown)会抑制WRN和磷酸化的p53(ser315-p)在核浆中的共定位。本课题拟在这一新发现的基础上，系统研究DSBs损伤反应中PML调控WRN表达、亚细胞定位的分子机制及其在DSBs损伤反应中的功能意义。以期进一步揭示"PML-WRN"这一新信号途径参与基因组稳定性维持的作用机制,推进对衰老、肿瘤等DNA损伤反应相关疾病的认识，并为疾病的防治研究提供新的理论指导。

DNA损伤反应是基因组稳定性的基石，其信号网络精细、精确的调控构筑了抗癌屏障。多蛋白复合物PML-NBs在DNA损伤反应中动态调控多种功能分子的表达、修饰、定位及功能，对基因组稳定性的维持具有重要意义，与DNA损伤相关疾病，诸如衰老、肿瘤、多种遗传综合征的发生发展密切相关。通过IP-MS技术我们鉴定获得了一个新DNA损伤反应中的PML结合蛋白：WRN（werner）。研究发现：γ辐射致DNA双链断裂（DSBs）损伤反应中，衰老相关蛋白WRN发生显著的核仁至核浆转位，并在DNA双链断裂修复中发挥重要功能。进一步的机制研究证明辐射引发的WRN的转位受到PML NBs的核心分子PML调控。检测证实PML亚型IV能够直接结合WRN蛋白，其中PML蛋白上的第394-433位氨基酸残基在二者相互作用以及辐射诱导的WRN转位中发挥重要功能。敲低PML表达抑制WRN转位；而过表达PML IV促进WRN转位至双链断裂位点参与损伤修复信号转导。本课题研究检测了DSBs损伤反应中PML调控WRN表达、亚细胞定位的时空规律，并对其分子机制及在DSBs损伤反应中的功能意义开展研究。揭示“PML-WRN”这一新信号途径参与基因组稳定性维持。此外，研究鉴定到位于PML-WRN相互作用区段内的PML409位的磷酸化调控辐射损伤反应中PML定位、p53结合能力，以及细胞辐射敏感性。项目的完成不仅揭示了PML调控WRN参与DNA损伤修复调控的新信号途径，更深化了对PML NBs参与DNA损伤反应基因组稳定性维持的功能机制的认识，对推进对衰老、肿瘤等DNA损伤反应相关疾病的认识，为疾病的防治研究提供了新的理论指导。