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基因组的稳定性对于生物的生存和繁衍具有至关重要的作用。在漫长的进化过程中生物发展出了一系列高效有序的调控系统,包括DNA复制、细胞周期监控点、DNA损伤修复、细胞凋亡等。这些系统在细胞内形成一个有机整体,维持了基因组的稳定性。有许多蛋白因子参与维持基因组稳定性,Rad9和Rad1是两个参与细胞周期调控、DNA损伤修复的重要因子。
前期研究发现Rad9的缺失导致G2/M和S/M监控点缺陷,对各种DNA损伤处理高度敏感。还发现Rad9同时参与碱基切除修复、同源重组修复和错配修复,但其在其他修复通路的作用尚未发现。在此项研究中我们发现Rad9敲除导致小鼠胚胎干细胞的非同源末端连接修复(NHEJ,nonhomologous end-joining)缺陷,说明Rad9是参与NHEJ的重要因子。我们进一步的研究发现Rad9通过作用于NHEJ的两个重要因子Ku70和DNA-PKcs参与NHEJ。Rad9的缺失导致Ku70无法有效结合到染色体上,并且关键激酶DNA-PKcs激活失调。我们在该论文中对Rad9参与NHEJ的分子机理进行了探讨。
我们还对Rad1的功能进行了研究。通过构建的Rad1纯合敲除的小鼠胚胎干细胞,我们发现Rad1的缺失会导致细胞增殖缺陷,G2/M监控点、S/M监控点缺陷,对各种物理和化学的DNA损伤因子十分敏感,说明Rad1是DNA损伤的重要响应因子。我们进一步的研究发现参与同源重组修复(HRR:homologousrecombination repair)是Radl响应DNA双链断裂的重要机制之一,并且发现Rad1的这种角色在细胞分化状态不同的细胞中具有很大差异。说明不同细胞分化状态包含不同的对DNA损伤修复途径产生重大影响的分子。