dna 修复的表观遗传学调控 - 生物化学与生物物理进展.pdf

生物化学与生物物理进展 Progress in Biochemistry and Biop hys ics 2008, 35(10): 1121~ 1130 DNA 复的表观遗传学调控* 黄庆雷1, 2) 焦仁杰1)** 1) 2) ( 中国科学院生物物理研究所，北京 100 101; 国科学技术大学生命科学学院，合肥230027) 摘要 表观遗传学信息的改变是导致人类肿瘤形成的重要因素之一 基因组的稳定性经常会受到DNA 损伤的威胁 然而， 高度致密的染色质结构却极大地妨碍了DNA 修复的进行 因此，真核生物细胞 必须有一个精确的机制来克服染色质这一 天然的屏障 其 ，组蛋白的共价修饰和ATP- 依赖的染色质重塑通过改变染色质的结构，对DNA 修复进程起着关键的调 控作用 介绍了DNA 修复过程中，发生在表观遗传学方面的主要调控过程，特别阐述了在DNA 双链断裂损伤应答和修复 过程 ，组蛋白修饰和染色质重塑方面必威体育精装版的研究进展，并对今后的发展方向进行了讨论 关键词 DNA 双链断裂，DNA 修复，表观遗传学调控，组蛋白修饰，染色质重塑 学科分类号 Q343 [3] DNA 修复对基因组稳定性的维持极其关键 修复途径都是高度保守的 本文将介绍在染色质 近年来的研究表明，表观遗传学在DNA 修复过程 背景下DSB 修复过程 表观遗传学调控方面的最 发挥重要的调节作用 表观遗传调控简单地讲就 新进展 是不由DNA 序列决定的遗传学调控，主要包括4 1 染色质的基本结构及其动态变化 个方面：DNA 甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑 [1] 所有真核生物中，大部分的DNA 被压缩包装 和非编码RNA 的调控 这些修饰在个体发育和 细胞增殖过程 能通过细胞分裂稳定地进行传递 形成了致密的染色质，其基本结构单位是核小体 虽然人们对组蛋白的修饰和染色质重塑等表观遗传 每个核小体包括200 bp 的DNA 超螺旋和一个组蛋 学信息在转录调控方面的功能已有较多了解，但表 白八聚体以及一分子的组蛋白H1 组蛋白H2A、 观遗传学在DNA 损伤检测和DNA 修复等方面的 H2B 、H3 和H4 各两分子构成致密的八聚体位于颗 作用研究还是近几年才刚刚开始的 然而，DNA 粒 央，147 bp 的DNA 分子盘绕在八聚体外 组 修复的表观遗传学调控已很快成为了该领域的研究 蛋白H1 结合额外20 bp DNA 锁住核小体DNA 的 热点 进出端，起稳定核小体的作用 两个相邻的核小体 在致密的染色质的保护之下，DNA 损伤检测 之间以连接DNA(linker DNA)相连 和修复装置是如何接近DNA 的，DNA 修复进程是 核小体中的每一个核心组蛋白都含有一个球形 怎样与其他基于染色质的细胞活动(如复制、转录 结构域和一个高度动态的富含碱性氨基酸残基的尾 等)相互协调和相互作用的，至今仍然是一个不很 部结构域，这些尾部结构域凸出于核小体之外 组 [2] 蛋白H2A 和H2B 除具有N 端尾部结构域外，还各 清楚的问题 DNA 损伤的类型很多，其 以 DNA 双链断裂(DSB)最为严重 DSB 的修复较其 他类型的DNA 损伤也更为困难，如果损伤得不到 * 国家自然科学基金项目 3077 1217), 国家重点 修复则可能导致染色体断裂或细胞死亡