近日来自北京生命科学研究所的研究人员发现了一类在DNA双链断裂（double strand breaks, DSBs）修复中起重要作用的小分子RNA。相关研究论文“A Role for Small RNAs in DNA Double-Strand Break Repair”于3月22日在线发布在《细胞》（Cell）杂志上。

 

领导这一研究的是北京生命科学研究所的戚益军研究员，其研究兴趣主要包括RISC的形成，小分子RNA如何识别和导致同源染色质的修饰，RNAi组分如何在不同通路中特异化，以及小分子RNA在拟南芥和衣藻生长发育过程中的作用。

 

DNA作为细胞生命活动最重要的遗传物质，保持其分子结构的完整性和稳定性对于细胞的存活和正常生理功能的发挥具有重要意义。包括电离辐射、化疗药物及细胞代谢产物在内的多种外源和内源性因素都能引起不同形式的DNA损伤，其中DNA双链断裂是一种最严重的DNA损伤形式。DNA双链断裂可以导致突变、基因组不稳定性和细胞死亡，因此DNA双链断裂的修复对保持基因组的完整性和细胞的存活至关重要。真核生物具有复杂的DNA双链断裂（DSBs）修复机制，通过一系列的传感器蛋白、传导蛋白和效应器蛋白协同发挥作用。

 

在这篇文章中，研究人员在拟南芥和人类细胞中证实DNA双链断裂位点邻近序列生成了21个核苷酸的小RNAs。研究人员将这些小RNAs命名为DSB诱导小RNAs(diRNA)。研究人员进一步在拟南芥中证实diRNAs的生物合成需要PI3激酶ATR、RNA核糖核酸聚合酶IV (Pol IV)和Dicer-蛋白的参与。上述因子和Pol V突变可显著降低DNA双链断裂修复效率。此外，研究人员还证实在拟南芥中diRNAs是通过Argonaute 2 (AGO2)招募而参与调控DNA双链断裂修复的。在人类细胞中，研究人员证实敲除Dicer和Ago2可抑制DNA双链断裂修复。

 

这些研究结果表明小RNAs在DNA双链断裂的修复信号通路中发挥了保守的重要功能，diRNAs有可能充当了向导分子引导了染色质修饰或将蛋白质复合物招募到DNA双链断裂位点促进了修复。为人们对DNA双链断裂修复机理的认识提供了突破性的新概念。