lnc-RI作為ceRNA穩(wěn)定RAD51 mRNA,調(diào)節(jié)DNA雙鏈斷裂的同源重組修復(fù)
01
文章背景簡介
BACKGROUND INTRODUCTION
DNA損傷修復(fù)的異常是基因組不穩(wěn)定的重要原因。 DNA雙鏈斷裂(DSBs)被認(rèn)為是細(xì)胞基因組完整性最具災(zāi)難性的變化,通常由復(fù)制應(yīng)激,遺傳毒性化學(xué)物質(zhì),電離輻射暴露,炎癥,氧化應(yīng)激和病毒感染等疾病引起。為了應(yīng)對這些不斷產(chǎn)生的病變,真核細(xì)胞已經(jīng)開發(fā)出復(fù)雜而有效的DNA損傷應(yīng)答(DDR)系統(tǒng),包括許多DNA損傷修復(fù)途徑。同源重組(HR)和非同源末端連接(NHEJ)是負(fù)責(zé)DSB修復(fù)的主要分子途徑。 HR是一種無錯誤的修復(fù)途徑,其涉及在晚期S期和G2期使用同源DNA序列作為模板。在HR修復(fù)中,RAD51蛋白是以ATP依賴性方式負(fù)責(zé)同源配對和DNA鏈交換反應(yīng)的中心重組酶,重組酶通過BRCA1、BRCA2、PLK1、RAD51旁系同源物或其他調(diào)節(jié)劑在翻譯后水平介導(dǎo)正調(diào)節(jié)和負(fù)調(diào)節(jié)。
長鏈非編碼RNA(lncRNA)是一組非編碼RNA轉(zhuǎn)錄物,其包含超過200個(gè)核苷酸并且缺乏明顯的開放閱讀框。 LncRNA在許多細(xì)胞生物學(xué)過程中發(fā)揮著重要作用,包括細(xì)胞周期進(jìn)程、細(xì)胞凋亡、發(fā)育、干細(xì)胞多能性、肌肉分化和癌發(fā)生。在復(fù)雜的lncRNA作用網(wǎng)絡(luò)中,作為ceRNA調(diào)節(jié)其它基因的表達(dá)是一種較普遍的調(diào)控模式,如lncRNA能通過競爭性結(jié)合miRNA介導(dǎo)的基因沉默。先前的研究表明,lnc-RI參與有絲分裂的控制,通過miR-210-3p的競爭性靶向調(diào)節(jié)PLK1(Polo-like Kinase 1,Polo樣激酶1)表達(dá)。在該研究中,一個(gè)有趣的現(xiàn)象揭示了lnc-RI的敲低導(dǎo)致一組DDR調(diào)節(jié)因子的異常表達(dá),表明lnc-RI可能在DDR和基因組不穩(wěn)定性中起作用。
北京放射醫(yī)學(xué)研究所的Liping Shen等人于2017年在《Nucleic Acids Research》(IF=11.147,生物1區(qū))發(fā)表了題為“LncRNA lnc-RI regulates homologous recombination repair of DNA double-strand breaks by stabilizing RAD51 mRNA as a competitive endogenous RNA”的文章。本文揭示了lnc-RI在調(diào)節(jié)DSB修復(fù)和維持基因組穩(wěn)定性的HR途徑中的作用。
02
所用到的主要方法
METHODS
1.CB微核實(shí)驗(yàn):外周血淋巴細(xì)胞微核率測定作為對職業(yè)性放射性工作者所受輻射損傷的評價(jià)是一項(xiàng)非常有意義的指標(biāo)。健康成人外周血淋巴細(xì)胞微核細(xì)胞率正常值范圍為0-6‰,均值為1.2‰。
2.慢病毒載體及轉(zhuǎn)染:基因轉(zhuǎn)入
3.實(shí)時(shí)熒光定量PCR:基因水平定量分析
4.Western Blot:蛋白質(zhì)水平分析
5.彗星實(shí)驗(yàn):又稱單細(xì)胞凝膠電泳實(shí)驗(yàn),是一種通過檢測DNA鏈損傷來判別遺傳毒性的技術(shù)
6.免疫熒光:蛋白質(zhì)水平分析
7.DR-GFP/I-Sec I HR 分析:
8.NHEJ分析:非同源末端連接(NHEJ)
9.雙報(bào)告熒光素酶分析:啟動子轉(zhuǎn)錄活性分析
03
文章主要內(nèi)容摘要
ABSTRACT
DNA雙鏈斷裂(DSB)修復(fù)對于維持基因組穩(wěn)定性至關(guān)重要。目前DSB修復(fù)機(jī)制的模型都是基于DNA修復(fù)蛋白的研究。最近,長鏈非編碼RNA(lncRNA)作為新的調(diào)節(jié)分子出現(xiàn),在生物過程中具有多種功能。在本研究中,我們發(fā)現(xiàn)電離輻射誘導(dǎo)的lncRNA lnc-RI的表達(dá)與人外周血淋巴細(xì)胞中的微核率呈負(fù)相關(guān)。抑制lnc-RI可顯著增加自發(fā)性DSB水平,這被證實(shí)與DSB的同源重組(HR)修復(fù)效率降低有關(guān)。 RAD51(HR途徑中的關(guān)鍵重組酶)的表達(dá)在lnc-RI抑制的細(xì)胞中急劇下降。在進(jìn)一步的研究中,我們證明miR-193a-3p可以與lnc-RI和RAD51 mRNA結(jié)合并抑制lnc-RI和RAD51 mRNA的表達(dá)。 Lnc-RI作為競爭性內(nèi)源RNA(ceRNA)通過與lnc-RI/miR-193a-3p/RAD51作用途徑來調(diào)節(jié)RAD51 mRNA穩(wěn)定性。據(jù)我們所知,這是第一項(xiàng)證明lnc-RI在調(diào)節(jié)DSB的HR修復(fù)中作用的研究。在該研究中建立的反饋回路表明:lnc-RI對于維持基因組穩(wěn)定性至關(guān)重要。
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