DNA双链断裂的非同源末端连接修复

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1、第26卷第11期生命科学Vol.26,No.112014年11月ChineseBulletinofLifeSciencesNov.,2014DOI:10.13376/j.cbls/2014164文章编号：1004-0374(2014)11-1157-09徐冬一，博士，北京大学生命科学学院研究员。自从2005年以来，一直从事与核酸代谢和(或)人类疾病有关的多蛋白质复合物的纯化和研究，发现了新的DNA修复相关蛋白RMI2、Rif1和XLF2等。迄今最具科学意义的贡献是发现了第一个具有生理功能的RNA拓扑异构

2、酶。在NatNeurosci、MolCell、GenesDev和EMBOJ等SCI期刊发表论文10余篇。实验室主要研究方向包括：(1)建立与DNA修复相关的蛋白质相互作用网络；(2)寻找与DNA修复和(或)人类疾病相关的新蛋白质；(3)了解RNA拓扑异构酶在RNA代谢和脆性X染色体综合征(FragileXsyndrome,FXS)中的功能。徐冬一　教授DNA双链断裂的非同源末端连接修复严振鑫，徐冬一*(北京大学生命科学学院，北京100871)摘　要：细胞内普遍存在的DNA双链断裂(DSB)可通过同源重组

3、(HR)或非同源末端连接(NHEJ)修复。由于HR仅在存在相同染色体作为模板的时候进行，因此，NHEJ通常为主要的修复方式。在NHEJ中，DSB末端首先由Ku识别，接着由核酸酶、聚合酶在Ku与DNA-PKcs协助下加工，并由连接酶IV-XRCC4-XLF连接。NHEJ底物类型多样，末端的修复常包含反复加工的过程，导致修复产物通常无法复原损伤前的序列。虽然无法确保准确修复DNA，NHEJ仍对维持基因组的稳定性具有重要的意义。对NHEJ的研究有助于理解癌症的发生机制并将促进癌症的治疗。关键词：双链断裂；非同

4、源末端连接；Ku；DNA-PKcs；连接酶IV；XRCC4；XLF中图分类号：Q343文献标志码：ARoleofnonhomologousendjoiningpathwayintherepairofDNAdouble-strandbreaksYANZhen-Xin,XUDong-Yi*(SchoolofLifeSciences,PekingUniversity,Beijing100871,China)Abstract:AsadeleteriousbutcommonformofDNAdamage,DNAd

5、ouble-strandbreaks(DSB)canberepairedbybothhomologousrecombination(HR)andnonhomologousendjoining(NHEJ)pathways.AsHRtakesplaceonlywhenanintacthomologouschromatinispreparedasatemplate,NHEJistheprimarypathwaytorepairDSB.DSBisinitiallyrecognizedbyKu.Withthehe

6、lpofDNA-PKcs,KurecruitsnucleasesandpolymerasesforendprocessingandligaseIV-XRCC4-XLFforthefinalligationstep.AlthoughthestructuraldiversityofbreakendsanditerativeprocessingofDNAendstogethermakeNHEJanerror-pronepathway,itplaysasignificantroleinthe收稿日期：2014-

7、09-30*通信作者：E-mail:xudongyi@pku.edu.cn1158生命科学第26卷maintenanceofgenomestability.ResearchonthemechanismofNHEJwillshedlightonthemechanismofoncogenesissoastodevelopbetterstrategiesforcancertherapy.Keywords:double-strandbreak;nonhomologousendjoining;Ku;DNA-PKc

8、s;ligaseIV;XRCC4;XLF[12]作为最重要的遗传物质，DNA持续发生不同蛋白。其中，Ku在最开始的识别及招募过程中程度的损伤，其中双链断裂(double-strandbreak,的作用较为明确，下游的一系列加工和连接没有明[10]DSB)最为严重且普遍存在。每个细胞每天大约经确的顺序，是一个反复进行的过程。[1-2]历10~100次DSB。造成DSB的外源因素有自2NHEJ的主要参与蛋白然界存在的电离辐射(ionizingr