引言
DNA双链损伤修复主要包括同源重组修复(HR), 非同源末端修复(NHEJ)和可替代末端修复(A-EJ)。A-EJ主要在HR和NHEJ抑制的情况下起主要作用,这也是其名字的由来。例如在细胞有丝分裂期(M-phase),Brca2缺失的S/G2期,或Ku70/80或Lig IV缺失的G1/G0期 (复制前期)。A-EJ的主要组分包括Polθ, Polλ, Parp1/2, XRCC1和 Lig I/III,这些因子之间存在冗余性,在特定的条件下,使用哪些组合以及如何调控的并不清楚。
斯坦福大学医学院Frock团队以小鼠前体v-Abl B淋巴细胞为研究对象,结合高通量DNA损伤修复捕捉技术Rejoin-HTGTS【1,2】,发现在Ku70缺失的复制前期,前体v-Abl B淋巴细胞仍然能通过Parp-XRCC1-Lig III A-EJ修复轴进行有限的V(D)J重组,且受到ATM和53BP1的调控。2024年7月31,相关工作发表在Science Advances, 题目为ATM and 53BP1 regulate alternative end joining-mediated V(D)J recombination。
论文深入研究了A-EJ介导的V(D)J重组的特征。例如,在复制前期,存在微同源(microhomology)和片段删除(deletion)等A-EJ修复特征,但并没有出现明显的片段插入(insertion),因此也没有发现Polθ在该条件下起作用,尽管Polθ是细胞有丝分裂期的关键A-EJ因子【3,4】;而干扰Parp、XRCC1、Polα、ATM和53BP1对微同源的利用有不同程度的影响,并且Parp1和ATM有显著的叠加效应(图1)。
图1.A-EJ相关因子在V(D)J重组中微同源利用率的作用(Credit: Science Advances)
V(D)J重组的过程中,还可能伴随少量病理性的染色体易位(chromosome translocation),在小鼠细胞中染色体易位主要通过A-EJ介导,因此,在Ku70缺失的细胞中,进一步敲除53BP1导致染色体易位大量减少,这与V(D)J重组减少一致。而ATM的缺失使染色体易位明显增多,可能是因为ATM阻止原修复中心解离(图2)。有意思的是,Parp1敲除或者Parp1/2抑制的条件下却没有观察到明显的变化,这是由于基因组层面出现了更多的DNA损伤平衡了其A-EJ连接能力的下降。
图2.ATM和53BP1对A-EJ介导的染色体易位的影响(Credit: Science Advances)
A-EJ在许多癌细胞中高表达,不但使得通过细胞损伤杀死癌细胞变得困难,还增加了癌细胞进一步变异的能力。因此,A-EJ的主要成分被作为治疗癌症的靶点。目前,Parp作为靶点的许多治疗癌症的药物已经用于临床治疗,Polθ的一些癌症治疗药物也进入了临床二期。进一步深入研究A-EJ修复和调控机制也将为癌症治疗提供新的思路。
参考文献
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https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adn4682
责编|探索君
排版|探索君
文章来源|“BioArt”
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