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DNA的精确复制是基因组稳定性的基础,也是生物体进行生命活动的根本保证。当DNA复制遇到内源或外源压力时,复制叉暂时停顿,此时细胞周期检验点(checkpoint)被激活,暂停细胞周期,通过精密的信号通路调控一系列蛋白来稳定停顿的DNA复制叉,以备压力去除后复制叉能够重新起始DNA合成。当checkpoint不能被正常激活时,停顿的DNA复制叉将会发生倒转,生成“鸡脚爪”结构,进而垮塌、断裂,造成复制无法正常完成和大规模DNA重组,最终导致基因组的不稳定和细胞癌变甚至死亡。 Dna2是参与维持基因组稳定性的一个重要蛋白,作为真核生物中保守的核酸酶,在不同物种的冈崎片段成熟、DNA修复、维持端粒稳定等过程中都起作用。本实验室已发现,裂殖酵母Dna2作为checkpoint通路中Cds1下游底物,通过被Cds1磷酸化从两参与稳定停顿的DNA复制叉。 为验证这一途径在人细胞中的保守性,本文首先通过RNA干扰在U2OS细胞中降低了Dna2蛋白的表达量,采用电子显微镜技术观察并统计到DNA复制叉倒转频率的上升,体内证明了Dna2参与稳定停顿的DNA复制叉这一过程;继而通过一系列生化实验,检测了checkpoint对Dna2与染色质(chromatin)结合情况的影响,发现checkpoint激活时Dna2与chromatin结合略有增加,而checkpoint受抑制Dna2与chromatin结合明显减少;当checkpoint激活时,Chk1功能受抑制引起Dna2与chromatin结合明显减少,进而推测Dna2稳定停顿复制叉的功能受Chk1调控;并进一步尝试了人细胞体系中用高表达载体pCS2进行Dna2的表达。本文的研究结果初步暗示了人Dna2在稳定DNA复制叉过程中的新功能和调控机制,也为进一步理解人细胞checkpoint通路和基因组稳定性、寻找可能的抑癌药物靶点提供了参考。