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文章背景簡介

BACKGROUND INTRODUCTION

DNA損傷修復的異常是基因組不穩(wěn)定的重要原因。 DNA雙鏈斷裂（DSBs）被認為是細胞基因組完整性最具災難性的變化，通常由復制應激，遺傳毒性化學物質，電離輻射暴露，炎癥，氧化應激和病毒感染等疾病引起。為了應對這些不斷產生的病變，真核細胞已經開發(fā)出復雜而有效的DNA損傷應答（DDR）系統(tǒng)，包括許多DNA損傷修復途徑。同源重組（HR）和非同源末端連接（NHEJ）是負責DSB修復的主要分子途徑。 HR是一種無錯誤的修復途徑，其涉及在晚期S期和G2期使用同源DNA序列作為模板。在HR修復中，RAD51蛋白是以ATP依賴性方式負責同源配對和DNA鏈交換反應的中心重組酶，重組酶通過BRCA1、BRCA2、PLK1、RAD51旁系同源物或其他調節(jié)劑在翻譯后水平介導正調節(jié)和負調節(jié)。

長鏈非編碼RNA（lncRNA）是一組非編碼RNA轉錄物，其包含超過200個核苷酸并且缺乏明顯的開放閱讀框。 LncRNA在許多細胞生物學過程中發(fā)揮著重要作用，包括細胞周期進程、細胞凋亡、發(fā)育、干細胞多能性、肌肉分化和癌發(fā)生。在復雜的lncRNA作用網絡中，作為ceRNA調節(jié)其它基因的表達是一種較普遍的調控模式，如lncRNA能通過競爭性結合miRNA介導的基因沉默。先前的研究表明，lnc－RI參與有絲分裂的控制，通過miR－210－3p的競爭性靶向調節(jié)PLK1（Polo－like Kinase 1，Polo樣激酶1）表達。在該研究中，一個有趣的現(xiàn)象揭示了lnc－RI的敲低導致一組DDR調節(jié)因子的異常表達，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在調節(jié)DSB修復和維持基因組穩(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微核實驗：外周血淋巴細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是一項非常有意義的指標。健康成人外周血淋巴細胞微核細胞率正常值范圍為0－6‰，均值為1．2‰。

2．慢病毒載體及轉染：基因轉入

3．實時熒光定量PCR：基因水平定量分析

4．Western Blot：蛋白質水平分析

5．彗星實驗：又稱單細胞凝膠電泳實驗，是一種通過檢測DNA鏈損傷來判別遺傳毒性的技術

6．免疫熒光：蛋白質水平分析

7．DR－GFP／I－Sec I HR 分析：

8．NHEJ分析：非同源末端連接（NHEJ）

9．雙報告熒光素酶分析：啟動子轉錄活性分析

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文章主要內容摘要

ABSTRACT

DNA雙鏈斷裂（DSB）修復對于維持基因組穩(wěn)定性至關重要。目前DSB修復機制的模型都是基于DNA修復蛋白的研究。最近，長鏈非編碼RNA（lncRNA）作為新的調節(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)電離輻射誘導的lncRNA lnc－RI的表達與人外周血淋巴細胞中的微核率呈負相關。抑制lnc－RI可顯著增加自發(fā)性DSB水平，這被證實與DSB的同源重組（HR）修復效率降低有關。 RAD51（HR途徑中的關鍵重組酶）的表達在lnc－RI抑制的細胞中急劇下降。在進一步的研究中，我們證明miR－193a－3p可以與lnc－RI和RAD51 mRNA結合并抑制lnc－RI和RAD51 mRNA的表達。 Lnc－RI作為競爭性內源RNA（ceRNA）通過與lnc－RI／miR－193a－3p／RAD51作用途徑來調節(jié)RAD51 mRNA穩(wěn)定性。據我們所知，這是第一項證明lnc－RI在調節(jié)DSB的HR修復中作用的研究。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)定性至關重要。