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基因组DNA易受到外界环境和自身内部因素的影响而造成损伤，但大多数的DNA损伤都能被多种DNA损伤修复途径识别和修复，如碱基损伤可被碱基切除修复(BER)、错配修复(MMR)、核苷酸切除修复(NER)等，然而总有一些DNA损伤未能被DNA损伤修复机制所识别，阻碍S期DNA复制。 跨损伤DNA合成(TLS)，又称为损伤旁路，属于复制后修复，是生物体的一种主要的损伤耐受机制。跨损伤DNA合成是指DNA受到损伤时，复制型DNA聚合酶停滞，特异性的TLS聚合酶以受损伤的核苷酸为模板，使碱基掺入到受损伤位点对侧保证DNA继续复制，从而越过损伤继续合成。目前人们在原核细胞和真核细胞中已经发现了多种TLS聚合酶，它们没有3-5核酸外切酶活性，在复制未损伤DNA时是低保真性的。TLS通常需要两种不同的TLS聚合酶来完成。其中最典型的例子是TLS聚合酶polη。由于DNA损伤后TLS聚合酶在细胞核内损伤位点招募/滞留是其发挥TLS功能的前提，因此研究TLS聚合酶的招募/滞留机理对于调控细胞的基因组变异和疾病发生十分重要。目前，大多数研究证明TLS聚合酶通过与单泛素化的PCNA(mub-PCNA)结合而被招募到停滞的复制叉上。 一系列研究表明DNA损伤使得泛素连接酶Rad18和泛素结合酶Rad6诱导PCNA第164位赖氨酸单泛素化。细胞经过DNA损伤试剂处理之后大多数都会促使PCNA单泛素化，该过程主要是由于损伤处理后，DNA复制酶与DNA解旋酶解偶联，Rad18通过结合到单链DNA结合蛋白RPA上，聚集到停滞的复制叉处，进而泛素化PCNA。 实验室前期利用免疫共沉淀结合质谱分析技术，发现错配修复关键蛋白MSH2分别与TLS聚合酶Polk和Polη结合，并且敲低MSH2能降低PCNA单泛素化水平以及Polk和Polη聚集到UV诱导的DNA损伤位点。 由于Polk在体外并不能复制紫外辐射诱发的CPD加合物，而Polη能有效地正确复制CPD损伤，我们将深入探讨MSH2调控Polη在CPD损伤位点招募/滞留的详细机制，以及MSH2如何影响Polη在CPD加合物对侧进行TLS过程。同时也会探讨MSH2不同突变位点导致非息肉病性结直肠癌病人并发皮肤癌的相关性。 最近研究发现错配修复关键分子MSH2能调控UV辐射诱发的PCNA单泛素化和TLS聚合酶招募。在本课题中，将应用多种分子和细胞生物学技术、结合临床样本，深入研究MSH2调控紫外辐射后PCNA单泛素化以及Polη功能的机制，探讨MSH2突变导致的Polη功能异常与疾病发生相关性。结果将有助于阐明基因组变异发生机制、明确多种DNA损伤应答通路之间的相互作用，对于深入理解癌症发生和进行肿瘤防治提供重要的理论基础。