Cell突破！大规模系统性的筛选发现影响DNA损伤反应的因子学术资讯

来源：iNature

尽管已经对基因组维持机制进行了广泛研究，但重要的DNA修复因子仍未被发现。最近的例子包括可促进NHEJ并拮抗末端切除的shieldin和HMCES，一种保护ssDNA中无碱基位点的保守自杀酶。到现在为止，对DNA损伤与不直接参与DNA修复调节的细胞过程如何相互作用的了解也很少。2020年7月9日，Michele Olivieri等人在Cell 发表题为“A Genetic Map of the Response to DNA Damage in Human Cells”的研究论文，该研究针对视网膜色素上皮1（RPE1）细胞系中的27种遗传毒性剂进行了31次CRISPR-Cas9筛选，提供了人类细胞中DNA损伤反应的无偏见和全局视图。这些筛选确定了890个基因，这些基因的丢失导致对DNA破坏剂的敏感性或抗性。该研究发现了以前未表征的DNA修复因子，揭示了未曾怀疑的药物作用机制，并发现了新药物代谢途径的证据。总之，DNA损伤反应图谱为研究此基本细胞系统提供了丰富的资源，并且对癌症治疗中遗传毒性剂的开发和使用具有重要意义。

遗传信息的保存是一个基本的细胞过程，它代表着一个艰巨的挑战，因为在每个细胞中以及每天，DNA在多种化学和物理环境作用下，会发生改变。这些改变被统称为DNA损伤，有可能导致遗传信息丢失，阻止转录，阻止DNA复制，损害染色体分离，产生突变或产生染色体重排。这些有害的结果是许多病理状况的基础，包括癌症和神经退行性疾病，并且可能是细胞和机体衰老的原因。
为了抵消DNA损害的有害后果，已经发展了一个复杂且相互联系的过程网络，通常被称为DNA损害反应，以检测，信号传递和修复DNA损伤。基因组质量控制系统的核心是各种DNA修复途径。其中包括碱基切除修复（BER），用于处理受损的碱基和尿嘧啶；核苷酸切除修复（NER），用于解决扭曲螺旋的损伤，例如紫外线诱导的嘧啶二聚体；错配修复（MMR），可去除掺入错误的脱氧核糖核苷酸；单链断裂修复（SSBR），可重新密封单链断裂（SSB）和三个DNA双链断裂（DSB）修复系统：非同源末端连接（NHEJ），同源重组（HR）和微同源性介导的末端连接（MMEJ）。一些DNA损伤需要多种DNA修复途径的协同作用。
DNA损伤检测还引发了由ATM，ATR和DNA-PK蛋白激酶引发的信号转导级联的激活。DNA损伤信号传导可协调DNA修复，调节细胞周期进程，控制DNA复制起始并调节广泛的生物学过程。此外，由于对DNA损伤的反应发生在染色质上，因此DNA修复利用了染色质重塑和组蛋白修饰途径并受其调节。DNA损伤的存在也可以在携带病变的细胞外传递。例如，DNA损伤可以导致模式识别受体的激活，这可以向免疫系统发出受损细胞的信号，以消除它们。因此，对DNA损伤的反应是深远的，并调节细胞生物学的多个方面。
尽管已经对基因组维持机制进行了广泛研究，但重要的DNA修复因子仍未被发现。最近的例子包括可促进NHEJ并拮抗末端切除的shieldin和HMCES，一种保护ssDNA中无碱基位点的保守自杀酶。到现在为止，对DNA损伤与不直接参与DNA修复调节的细胞过程如何相互作用的了解也很少。
基于CRISPR的遗传筛选的出现使得能够进行人类细胞中基因-基因和基因-药物相互作用的基因组规模分析。因此，可以无偏见地绘制人类对遗传毒性胁迫的反应图。但是，由于这些筛选是孤立进行的，因此无法提供人类DNA损伤反应的全局视图，也无法通过基因相互作用相似性分析等方法进行基因功能推断。
因此，研究人员旨在通过在永生化的人类二倍体细胞系（RPE1 hTERT）中进行28个基因组规模的CRISPR筛选，来绘制对DNA损伤和遗传毒性剂反应的遗传网络图谱，该筛选评估了对多种遗传毒性剂的反应，包括癌症治疗剂，例如电离辐射（IR），喜树碱（CPT），顺铂和阿霉素。结果是一个数据集，揭示了新的DNA修复因子，为遗传毒性药物的作用机理提供了新见解，并揭示了遗传毒性压力与核外过程之间的其他联系。

来源：Plant_ihuman iNature

原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU3MTE3MjUyOA==&mid=2247511922&idx=7&sn=2cda8a4f990ae28d9f2fcb30530a5c15&chksm=fce6dcadcb9155bba7e07cf37619c93faedf5ced2b6c9713aa953bb53b33a7f0bf6d6bdad286#rd

电话：（010）86409582

邮箱：kejie@scimall.org.cn