组氨酸磷酸激酶NME1在DNA损伤修复中的功能研究

论文摘要

DNA的双链断裂损伤（Double-Strand Break,DSB）被认为是最严重的DNA损伤,损伤若不能被及时修复或者发生错误修复就会导致染色体重排、细胞组不稳定性、肿瘤发生甚至细胞死亡。哺乳动物细胞中DSB修复方式主要包括两种修复途径:同源重组（Homologous-recombination Repair,HR）和非同源末端连接（Non-Homologous End Joining,NHEJ）。NHEJ作为细胞优先使用的修复途径,主要步骤包括:Ku70/80异源二聚体迅速识别并结合与DNA末端,招募DNA-PKcs,DNA-PKcs进一步招募Artemis、XRCC4、Ligase IV（LIG IV）和XRCC4-like factor（XLF）,这些分子与最新研究发现的PAXX共同对DSBs进行加工处理和连接完成修复过程。尽管已有大量研究鉴定了HR或NHEJ通路中发挥作用的多个重要分子,但DNA修复途径中是否还有其他关键的分子及机制尚不完全清楚。NME1,即Nm23（non-metastatic clone 23rd）-H1是已报道的一种肿瘤转移抑制蛋白,具有三种酶活性:核苷二磷酸激酶（nueleoside diphosphate kinase,NDPK）活性、组氨酸磷酸激酶活性和3′-5′核酸外切酶活性。NME1能够维持体内NDP和NTP之间的平衡,影响细胞增殖,细胞分化,细胞凋亡以及细胞有丝分裂等。目前有关NME1研究较多的是其对肿瘤细胞的生长和迁移的影响,但对于NME1在DNA双链断裂损伤修复中的功能研究却很少。另外,NME1本身能够发生自磷酸化同时能将其他蛋白质进行组氨酸磷酸化,近年也已开发出针对NME1组氨酸磷酸化检测的抗体,这将有利于研究其酶活性功能,而对于其酶活性是否在DNA双链断裂损伤修复中发挥一定功能亦未知,本文主要研究NME1在DNA双链断裂损伤修复中的功能和作用机制。本文的研究内容及结论主要包括以四个方面:（一）NME1参与DNA损伤修复:通过电离辐射和激光微束辐照造成细胞损伤后,观察到外源过表达的NME1与内源NME1均可被招募至损伤位点,且在损伤早期即可被招募至损伤位点,说明NME1可能参与DNA损伤修复。（二）NME1影响DNA损伤修复效率:通过克隆形成实验发现敲低NME1后会明显影响细胞存活率;通过免疫荧光检测发现敲低NME1后,DNA损伤后?H2AX的foci增多,DNA损伤修复减慢,说明NME1敲低后DNA损伤修复效率减慢;进一步通过HR和NHEJ报告系统发现NME1主要通过影响NHEJ通路的修复效率,从而影响DNA的损伤修复效率。（三）NME1影响NHEJ中下游蛋白LIG IV的招募:通过敲低NHEJ中相关蛋白发现NME1的招募受XRCC4及其上游蛋白的影响;而敲低NME1后发现,下游蛋白LIG IV的招募受到明显影响,说明NME1主要是通过影响LIG IV的招募而影响断裂链的连接,从而影响NHEJ的修复效率。（四）NME1的3′-5′核酸外切酶活性影响LIG IV的招募:通过回补NME1的野生型或酶活性缺失的突变体发现,主要是NME1的3′-5′核酸外切酶活性影响LIG IV的招募。通过以上研究,我们发现NME1参与DNA双链断裂损伤修复过程,而且主要是通过其3′-5′核酸外切酶活性影响NHEJ通路中下游蛋白LIG IV的招募,从而影响NHEJ通路的修复效率,最终影响DNA损伤后的修复效率。

论文目录

文章来源

类型: 博士论文

作者: 薛仁余

导师: 裴华东

关键词: 双链断裂损伤修复,同源重组,非同源末端连接

来源: 军事科学院

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学,生物学

单位: 军事科学院

分类号: Q754

总页数: 120

文件大小: 2682K

下载量: 190

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标签：双链断裂损伤修复论文;  同源重组论文;  非同源末端连接论文;