生科院阳成伟教授团队在DNA损伤修复研究中取得重要进展
来源:生命科学学院|作者:赖建彬|摄影:生命科学学院供图|编辑:杨柳青
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7月9日,国际重要综合性学术刊物PNAS(美国科学院院报)在线发表了我校生命科学学院阳成伟教授团队的研究成果“A SWI/SNF subunit regulates chromosomal dissociation of structural maintenance complex 5 during DNA repair in plant cells”(在植物细胞DNA修复过程中染色质重塑复合物亚基调控结构维持复合物5染色体解离的分子机制)。

精确的遗传信息传递对所有生物的生存和物种的繁衍都至关重要,但是内在或外源因素导致的DNA损伤对基因组稳定性造成了严重影响。DNA双链断裂是一种常见的DNA损伤方式,影响了正常的DNA复制和转录,可能导致发育阻滞和包括癌症在内的多种疾病。由于真核生物的DNA损伤修复机制具有一定的保守性,在模式物种中的相关研究可能揭示普遍性的机理。

阳成伟教授团队长期研究染色体结构维持复合物SMC5/6-MMS21复合物通过SUMO化修饰调控植物发育和DNA损伤修复的机制。SMC5/6复合物在真核物种间具有保守性,在DNA修复过程中具有关键作用。在DNA损伤发生时,该复合物在断裂位点富集,参与后续的修复。在前期的研究中,阳成伟教授团队首次发现SMC5/6复合物在DNA双链断裂位点的定位依赖于转录共激活因子ADA2b,相关成果于2018年发表在国际植物学重要刊物Plant Physiology上。

由于在正常条件下,SMC5/6复合物广泛定位于染色体上,但是该复合物如何从原来的染色体位置移动到DNA断裂位点的机制在所有物种间都还未见报道。此次在PNAS杂志发表的研究论文中,阳成伟研究团队发现了染色质重塑复合物亚基SWI3B与SMC5存在相互作用;但是不同于SMC5,SWI3B却不定位于DNA损伤位点;然而适量的SWI3B是SMC5在DNA损伤位点的定位所必需的;过量SWI3B促进SMC5与原来染色体区域的解离,而ADA2b进而介导SMC5后续在DNA损伤位点的正确定位。该研究发现了SWI3B和ADA2b协同调控SMC5/6定位的分子机理,首次揭示了SMC5/6复合物从原来染色体位置到DNA损伤位点移动的调控机制。

DNA损伤修复对所有生物都至关重要,SMC5和SWI3B蛋白在物种间具有保守性,但是二者的关系在所有物种中都未见报道。该论文以模式植物拟南芥为研究材料,首次揭示了SWI3B对SMC5定位的调控机制。因此,该研究不仅有利于深入理解植物DNA损伤修复的机理,为提高作物对环境胁迫的适应性奠定基础,也可以为包括人类在内的其他物种中DNA修复的相关研究提供新的思路。

PNAS(Proceedings of the National Academy of the Sciences of the United States of America)是百年经典期刊(1915年创刊),亦是公认的世界四大名刊(Nature,Science,Cell,PNAS)之一。华南师范大学为该论文的唯一单位,生科院博士后江洁明和硕士生毛宁为该论文的共同第一作者,阳成伟教授及其团队的赖建彬副教授为共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金和长江学者奖励计划等资助。

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