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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。

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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

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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。