潘學文博士Nature解析DNA修復

　　生物通報道：來自貝勒醫學院的研究人員指出了一種核小體重構因子：Fun30在DNA雙鏈端粒末端切除過程中扮演的重要角色，為進一步解析DNA雙鏈斷裂修復過程提供了新思路，相關成果公布在Nature雜志上。

　　文章的通訊作者之一是華裔科學家潘學文博士(Xuewen Pan，生物通音譯)，其早年畢業于華中農業大學，2001年獲得杜克大學醫學中心的博士學位，之后赴約翰霍普金斯醫學院進行博士后研究，目前任貝勒醫學院生化與分子生物學，分子與人類遺傳學系的副教授。

　　DNA作為細胞生命活動最重要的遺傳物質，保持其分子結構的完整性和穩定性對于細胞的存活和正常生理功能的發揮具有重要意義。包括電離輻射、化療藥物及細胞代謝產物在內的多種外源和內源性因素都能引起不同形式的DNA損傷，其中DNA雙鏈斷裂(DSBs)是一種最嚴重的DNA損傷形式。DNA雙鏈斷裂可以導致突變、基因組不穩定性和細胞死亡，因此DNA雙鏈斷裂的修復對保持基因組的完整性和細胞的存活至關重要。

　　機體在修復雙鏈斷裂過程中，會通過5’核酸酶切除，形成3"單鏈DNA底物，然后結合上同源重組和DNA損傷檢驗點蛋白，之前的體內體外實驗發現了細胞的兩種切除途徑，其中一條依賴于Exo1核酸外切酶，另外一條則主要通過Sgs1解旋酶，以及Dna2核酸酶，但是關于染色體中如何進行切除，組蛋白和組蛋白結合蛋白對切除酶的阻隔在哪里，科學家們還并不清楚。

　　在這篇文章中，研究人員發現了酵母核小體重構酶Fun30的關鍵作用――促進DSB，進行切除。Fun30是一種主要的核小體重構因子，能促進Exotic1和Sgs1兩條途徑中的DSB切除。

　　其中RSC和INO80染色質重構復合物和Fun30在切除DSB末端相鄰位置功能上有重疊，而切除也需要ATP酶和Fun30的解旋酶結構域，而這也正是核小體重構需要的。并且Fun30在切除的時候會聚集在DNA斷裂處，沿著DSB分布。

　　而且研究人員還發現在缺乏組蛋白結合Rad9檢測點接頭蛋白，組蛋白H3 K79甲基化，或者γ-H2A的時候，Fun30對于切除卻不是那么重要的，這些數據表明，Fun30有助于克服RAD9對DNA切除的抑制作用。

　　同期Nature雜志還公布了相關的另外一篇文章：The yeast Fun30 and human SMARCAD1 chromatin remodellers promote DNA end resection，提及Fun30和SMRCAD1這兩種因子在這一過程中的其它作用，可以結合起來解讀。

　　名詞解釋：

　　染色質重構(chromatin remodelling)是指在能量驅動下核小體的置換或重新排列，由于這一研究與轉錄調控、DNA甲基化、DNA重組、細胞周期、DNA的復制和修復的異常相關，而這些異常可以引起生長發育畸形，智力發育遲緩，甚至導致癌癥，因此染色體重塑研究倍受關注。

　　潘學文博士其它研究：

　　潘學文博士研究組曾在Cell雜志上發表文章，確定了在單細胞酵母中確定出了一個掌控DNA完整性的網絡。

　　他們利用一種整體性的SFL(synthetic fitness or lethality defect)相互作用遺傳分析方法獲得了這一發現。 在這個新確定的網絡中，研究人員在整體SFL相互作用分析的基礎上確定出了16種功能模塊或稱微途徑(minipathway)。他們確定出，與DNA復制、DNA復制檢測點(DRC)和氧化壓力反應有關的模塊或基因是抵抗致死性自發DNA損傷、有效修復DNA損傷的主要保衛者。

　　此外，研究人員還確定出了這種整個基因組范圍的基因相互作用網絡的新成分――DIA2、NPT1、HST3、HST4和CSM1模塊。這些成分可能有助于有絲分裂期間DNA復制和基因組穩定性。該研究還揭示出研究較多的基因(CTP18模塊)在DRC信號途徑中的新功能。這個網絡將有助于研究人員發現酵母和其他生物通體中掌控DNA完整性機制的更詳細的特征