來自中科院北京基因組研究所、清華大學(xué)的研究人員證實(shí)，Ago2通過同源重組促進(jìn)了Rad51招募以及DNA雙鏈斷裂修復(fù)。這一研究發(fā)現(xiàn)發(fā)表在3月25日的《細(xì)胞研究》（Cell Research）雜志上。

中科院北京基因組研究所的楊運(yùn)桂 (Yun-Gui Yang)研究員和清華大學(xué)的戚益軍(Yijun Qi)教授是這篇論文的共同通訊作者。前者的主要研究方向?yàn)榛蚪M結(jié)構(gòu)域穩(wěn)定性機(jī)制。后者的研究興趣為以擬南芥、水稻和衣藻為模式生物，研究RNAi的作用機(jī)理和功能。

DNA作為細(xì)胞生命活動最重要的遺傳物質(zhì)，保持其分子結(jié)構(gòu)的完整性和穩(wěn)定性對于細(xì)胞的存活和正常生理功能的發(fā)揮具有重要意義。包括電離輻射、化療藥物及細(xì)胞代謝產(chǎn)物在內(nèi)的多種外源和內(nèi)源性因素都能引起不同形式的DNA損傷，其中DNA雙鏈斷裂（DSBs）是一種最嚴(yán)重的DNA損傷形式。DNA雙鏈斷裂可以導(dǎo)致突變、基因組不穩(wěn)定性和細(xì)胞死亡，因此DNA雙鏈斷裂的修復(fù)對保持基因組的完整性和細(xì)胞的存活至關(guān)重要。

DSBs主要是通過非同源末端接合(NHEJ)或同源重組（HR）兩種方式進(jìn)行修復(fù)。盡管NHEJ有效，但由于其不依賴于同源序列，直接將斷裂的DNA末端進(jìn)行連接，故易產(chǎn)生錯誤。同源重組可以實(shí)現(xiàn)忠實(shí)修復(fù)，但其需要姐妹染色單體，因此局限于S和G2期。同源重組修復(fù)一開始借助MRN復(fù)合物、CtIP和EXO1切除DSB末端生成單鏈DNA(ssDNA)，隨后DNA單鏈結(jié)合蛋白復(fù)合物RPA覆蓋在ssDNA上。之后再由Rad51替代RPA形成核蛋白絲促進(jìn)鏈侵入，啟動同源重組過程。

Small RNAs (sRNAs)是一類在真核生物中廣泛存在的小分子物質(zhì)，影響著生物學(xué)的各個方面。這些由Dicer酶加工而成的小的雙鏈RNA可與Argonaute (Ago)蛋白家族結(jié)合。在以往的研究中楊運(yùn)桂和戚益軍的課題組證實(shí)，在擬南芥和人類中DSB位點(diǎn)附近的一些序列可生成一類sRNAs。這些DSB誘導(dǎo)sRNAs（diRNAs）與Ago蛋白結(jié)合，是DSB修復(fù)的必要條件。但目前對于它們的作用機(jī)制仍不是很清楚。

在這篇文章中研究人員報告稱，發(fā)現(xiàn)diRNAs在DSB修復(fù)中起作用僅限于同源重組修復(fù)，并且其尤其依賴哺乳動物細(xì)胞中的效應(yīng)蛋白Ago2。有意思的是，研究人員證實(shí)Ago2與Rad51形成了一種復(fù)合體，并且用電離輻射處理細(xì)胞可增強(qiáng)這種互作。他們證實(shí)Rad51在DSB位點(diǎn)累積，并且同源重組修復(fù)依賴于Ago2的催化活性和小RNA結(jié)合能力。但耗盡Ago2或Dicer不會影響DSB末端切除以及RPA和Mre11結(jié)合，表明Ago2極有可能發(fā)揮作用直接介導(dǎo)了Rad51在DSBs位點(diǎn)累積。

這些研究結(jié)果表明，在diRNAs引導(dǎo)下Ago2可以促進(jìn)Rad51招募并累積于DSBs位點(diǎn)，推動了同源重組介導(dǎo)的修復(fù)。