ABH5蛋白介导的DNA甲基化损伤修复研究

内/外源性烷基化剂引起的DNA烷基化修饰尤其是甲基化，可引起细胞毒性和潜在诱变性,从而干扰DNA合成，造成DNA损伤并导致肿瘤的发生；另一方面，临床上烷基化剂通过引起肿瘤细胞内DNA损伤用于癌症治疗。因此阐明DNA甲基化损伤的机理对于预防肿瘤的发生和肿瘤治疗有着重要的意义。大肠杆菌加双氧酶AlkB最先证实具有修复毒性DNA甲基化碱基的功能。人的基因组中已发现9种AlkB功能同源基因（ABH1-ABH8,FTO），其中ABH1-3和FTO已被证实具有去甲基化功能，但是ABH4-8的功能尚不明确。我们的初期研究表明ABH5和2蛋白均定位于细胞核，尤其是核仁部位，但与此相关的生物学功能尚不明确。本项目研究将着重研究ABH5蛋白的功能，以及它维持细胞基因组稳定性及细胞癌变中的分子机理，最终为肿瘤放化疗的辅助治疗提供潜在的作用靶点，对开发联合用药及临床治疗用药都有重要的指导意义。

本项目成功表达了ALKBH5蛋白并且以之为抗原，制备了能够用于免疫荧光染色及蛋白印迹的兔源抗体。利用真核细胞表达系统，我们研究了ALKBH5的细胞定位以及相关的生物学功能。我们发现ALKBH5主要定位于细胞核，尤其是细胞的核仁与speckle区域。通过体外生化实验，我们发现ALKBH5对RNA的N6-甲基腺嘌呤(m6A)有去甲基化作用。与其在speckle的定位相对应，我们发现ALKBH5通过m6A去甲基化参与RNA的代谢调控；利用小鼠动物模型，我们发现ALKBH5基因敲除的雄性小鼠有精子发育异常，生育率降低等表型出现；而且生精小管中mRNA呈现出明显增高的m6A甲基化水平。这说明ALKBH5通过对mRNA的m6A去甲基化参与调控精子发育等生理过程。另外，我们还初步探索发现了ALKBH5磷酸化位点及其互作蛋白，这将对临床上研究不育症的发病机制，寻找相应的早期诊断标记物及研发对应的治疗方法有重要的理论指导意义。. 通过本研究发现了迄今为止第二个RNA去甲基化酶，进一步证实了RNA甲基化是一个动态的可调节修饰方式，并且具有重要的生物学功能，并由此推动以m6A为代表的RNA表观遗传研究领域的进展。