來自中科院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所的研究人員發(fā)表了題為“MRG-1 is required for genomic integrity in Caenorhabditis elegans germ cells”的文章，以秀麗線蟲為模式，發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞凋亡與基因組穩(wěn)定性之間的新分子機(jī)制，相關(guān)成果公布在Cell Research雜志上。

文章的通訊作者是中國科學(xué)院“百人計(jì)劃”入選者楊崇林博士，第一作者是博士研究生徐晶，這一實(shí)驗(yàn)室的研究工作受到國家自然科學(xué)基金以及科技部重大科學(xué)研究計(jì)劃資助。

基因組穩(wěn)定性對于真核生物的正常生長發(fā)育以及增殖是必不可少的前提條件。然而，在生存過程中，生物體基因組由于經(jīng)常受到一些內(nèi)在和外在因素的影響，造成各種形式的DNA損傷。為了保持基因組的穩(wěn)定性，真核生物中已經(jīng)形成了一種在進(jìn)化上高度保守的機(jī)制，來修復(fù)應(yīng)對各種DNA損傷。當(dāng)DNA損傷嚴(yán)重到無法正確修復(fù)時(shí)，細(xì)胞會啟動凋亡程序來避免受損細(xì)胞的大量增殖。維持基因組穩(wěn)定性對于生物個體通過減數(shù)分裂將遺傳信息準(zhǔn)確地傳遞給子代是至關(guān)重要的。

楊崇林研究組以秀麗線蟲為模式，發(fā)現(xiàn)了一個對基因組穩(wěn)定性維持起重要作用的基因mrg-1，其人類同源基因?yàn)?SPAN lang=EN-US>Mrg15。在線蟲mrg-1突變體的生殖腺中，細(xì)胞凋亡明顯增多且可被DNA損傷修復(fù)和同源染色體聯(lián)會的檢查點(diǎn)基因的突變抑制。在mrg-1突變體的生殖腺細(xì)胞中，雙鏈斷裂DNA增多。在外源DNA損傷誘導(dǎo)后，mrg-1突變體生殖腺的終變期細(xì)胞發(fā)生高比例的染色體斷裂。

研究還發(fā)現(xiàn)，在mrg-1的突變體性腺中，本應(yīng)該呈現(xiàn)粗線期特征的細(xì)胞多停滯于細(xì)線期/偶線期，且這些細(xì)胞中組蛋白H3的第九位賴氨酸上的雙甲基化（H3K9me2）的水平顯著上調(diào)，這種表型與聯(lián)會復(fù)合體組分的缺失突變體相似。這表明mrg-1的缺失使聯(lián)會的正常進(jìn)行受到了阻礙。此外，通過與本所程祝寬研究組的合作，他們發(fā)現(xiàn)在減數(shù)分裂的早期，mrg-1突變體中的同源染色體部分出現(xiàn)配對問題。這些結(jié)果表明，MRG-1通過促進(jìn)DNA損傷的修復(fù)和同源染色體聯(lián)會的正常進(jìn)行，對基因組穩(wěn)定性的維持發(fā)揮著重要作用。

楊崇林研究組曾于2010年在Science雜志上發(fā)表細(xì)胞凋亡的新成果，他們發(fā)現(xiàn)了在線蟲中參與凋亡激活的新因子，即腺苷酸轉(zhuǎn)位酶1(worm adenine nucleotide translocase 1, WAN-1), 它與人類腺苷酸轉(zhuǎn)位酶1(ANT1)同源。研究表明WAN-1定位于線粒體中，其功能缺失突變可影響線蟲的發(fā)育而導(dǎo)致線蟲死亡。wan-1表達(dá)量的降低或增加可分別抑制或誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。遺傳學(xué)分析表明WAN-1特異性影響細(xì)胞凋亡的激活過程；而生化研究發(fā)現(xiàn)WAN-1可以與CED-9和CED-4形成復(fù)合體，凋亡起始因子EGL-1可以破壞該復(fù)合體進(jìn)而激活凋亡通路。研究不僅揭示了線蟲中WAN-1在程序性細(xì)胞死亡中的調(diào)控作用，而且對進(jìn)一步認(rèn)識哺乳動物細(xì)胞凋亡過程中ANT1的作用機(jī)制有著重要的參考意義。由于WAN-1/ANT是一個重要的凋亡調(diào)控因子，它可能為腫瘤、神經(jīng)退行性疾病等的治療提供潛在的藥物靶點(diǎn)。