长链非编码RNA在RNA结合蛋白TLS介导的DNA修复中作用机制的研究

Long non-coding RNAs (lncRNAs) are non-protein coding transcripts longer than 200 nucleotides that play key roles in cellular function.However, the roles of lncRNAs in DNA repair is largely unknown. We found that lncRNA-binding protein TLS is rapidly ubiquitinated under genotoxic stress and plays critical roles in promoting DNA homologues recombination (HR) repair and γH2AX foci formation in an RNA-dependent manner. The involved RNA is not yet discovered. This proposal will first identify the lncRNAs that are capable of binding to TLS under γ-irradiation treatment. Next, we will focus on investigating the roles of those HR repair promoting lncRNAs, and exploring the importance of lncRNA-TLS interaction in their function application. Moreover, we will investigate the roles of these lncRNAs in cancer cell proliferation and γ-irradiation sensitivity. We expect to discover the functional lncRNAs in regulating HR repair, cancer cell growth and irradiation response,as well as the underlying mechanism. This work will help to expand our current knowledge on the roles of lncRNAs in DNA damage response,and to provide fundamental knowledge and new targets for tumor sensitizing drug study.

长链非编码RNA（lncRNA）是长度大于200个碱基的非编码RNA，在细胞生命活动中起着关键作用，但在DNA修复中的作用不详。申请人发现lncRNA结合蛋白TLS在DNA损伤后迅速发生泛素化调节，具有引导γH2AX修复焦点的形成和促进DNA同源重组（HR）修复的作用。TLS此项功能依赖于RNA，但作用的RNA不详。本项目拟首先发掘γ射线照射后与TLS结合的lncRNA，然后以TLS介导的DNA修复通路为主线，着重研究对HR修复有促进作用的lncRNA，深入探讨这些lncRNA与TLS的相互作用对二者功能的影响，并初步探索这些lncRNA在肿瘤细胞增殖和对射线敏感性中的作用。本项目旨在发现促进HR修复并影响肿瘤细胞生长和射线敏感性的lncRNA，阐明其作用机制。该研究将丰富对lncRNA调控网络在DNA损伤应答反应中的认识，为新型肿瘤增敏药物的研发提供理论基础和药物靶点。

“长链非编码RNA在RNA结合蛋白TLS介导的DNA修复中作用机制的研究”这一项目是基于长链非编码RNA（long noncoding RNA, lncRNA）在肿瘤生物学和DNA损伤刺激条件下的作用亟需深入研究的基础上提出并开展的。在研究中，我们以更为丰富的内容开展了项目书中计划的研究内容，工作从以下4个方面开展：（1）比较并分析与TLS结合的一些lncRNA分子的序列特征；（2）发现新的在肿瘤中发挥作用的lncRNA分子；（3）阐明与TLS具有相互作用的LINC00473在肿瘤细胞中发挥作用的分子机理；（4）发现两条分别对顺铂和低氧刺激具有响应的lncRNA分子，并对受低氧诱导的lncRNA在肿瘤中发挥作用的分子机理进行详尽研究。取得以下主要进展：（1）GGUG序列是lncRNA分子与TLS结合的重要但非必要因素；（2）LINC00473通过招募TLS和磷酸化CREB两条通路对下游靶基因CCND1发挥转录层面的调控作用；（3）lncRNA在低氧诱导下对舌鳞状细胞癌细胞的生长、增殖和迁移发挥重要调控作用；（4）lncRNA的上游生物学合成和RNA剪接过程对其功能发挥重要影响。在本项目资助下，已申请3项国家专利，发表标注本项目基金号的SCI论文3篇，美国化学文摘收录论文1篇，特邀综述1篇，综述2篇。本项目的结果为进一步认识和理解TLS和lncRNA在肿瘤生物学或低氧等损伤刺激下发挥作用的分子基础提供了新的实验依据，为开发新型肿瘤标记物和治疗靶点提供了新的研究方向，具有良好的学术推广价值、重要的科学意义和潜在的应用前景。