堿基切除修復(fù)與DNA甲基化偶聯(lián)機(jī)制的研究.pdf

1、胞嘧啶的甲基化是遺傳物質(zhì)的一種重要修飾方式，增加了DNA的信息儲(chǔ)量。但同時(shí)由于甲基化胞嘧啶本身的不穩(wěn)定，它成為細(xì)胞內(nèi)突變的一個(gè)重要來(lái)源。甲基化胞嘧啶在生理?xiàng)l件下極易發(fā)生自發(fā)脫氨，生成胸腺嘧啶，產(chǎn)生G/T錯(cuò)配。這種突變頻率遠(yuǎn)高于胞嘧啶，嚴(yán)重威脅基因組的穩(wěn)定性。在哺乳動(dòng)物中兩個(gè)胸腺嘧啶糖基化酶TDG和MBD4通過(guò)起始胸腺嘧啶的堿基切除修復(fù)過(guò)程來(lái)修復(fù) G/T錯(cuò)配。但這種修復(fù)只是DNA水平上的修復(fù)，而DNA甲基化狀態(tài)—表觀遺傳學(xué)水平上的信息并沒(méi)

2、有得到回復(fù)，這樣DNA經(jīng)過(guò)一次復(fù)制后就會(huì)產(chǎn)生甲基化譜式的丟失。在DNA修復(fù)過(guò)程中，DNA甲基化狀態(tài)到底如何恢復(fù)是本論文的研究重點(diǎn)。我們證實(shí)了DNA甲基轉(zhuǎn)移酶Dnmt3a能與胸腺嘧啶糖基化酶TDG相互作用。Dnmt3a的PWWP結(jié)構(gòu)域和催化結(jié)構(gòu)域介導(dǎo)了與TDG的N端部分的相互作用。Dnmt3a和TDG的相互作用也影響二者的酶活力：Dnmt3a能刺激TDG的糖基化酶活力而TDG反過(guò)來(lái)能抑制Dnmt3a的甲基轉(zhuǎn)移酶活力。另外，Dnmt3a還能

3、與堿基切除修復(fù)途徑中的因子DNA連接酶ligase Ⅲ相互作用。這些證據(jù)顯示DNA的G/T錯(cuò)配修復(fù)與DNA甲基化譜式的回復(fù)之間可能存在偶聯(lián)關(guān)系。對(duì)甲基化胞嘧啶自發(fā)脫氨后的DNA修復(fù)與甲基化譜式的回復(fù)的分子機(jī)理和生物學(xué)功能的研究，有助于我們理解DNA甲基化譜式穩(wěn)定維持的分子機(jī)理，最終有助于更好地理解包括癌癥在內(nèi)的人類重大疾病的表觀遺傳機(jī)制。 胞嘧啶的甲基化是遺傳物質(zhì)的一種重要修飾方式，增加了DNA的信息儲(chǔ)量。但同時(shí)由于甲基化胞嘧

4、啶本身的不穩(wěn)定，它成為細(xì)胞內(nèi)突變的一個(gè)重要來(lái)源。甲基化胞嘧啶在生理?xiàng)l件下極易發(fā)生自發(fā)脫氨，生成胸腺嘧啶，產(chǎn)生G/T錯(cuò)配。這種突變頻率遠(yuǎn)高于胞嘧啶，嚴(yán)重威脅基因組的穩(wěn)定性。在哺乳動(dòng)物中兩個(gè)胸腺嘧啶糖基化酶TDG和MBD4通過(guò)起始胸腺嘧啶的堿基切除修復(fù)過(guò)程來(lái)修復(fù) G/T錯(cuò)配。但這種修復(fù)只是DNA水平上的修復(fù)，而DNA甲基化狀態(tài)—表觀遺傳學(xué)水平上的信息并沒(méi)有得到回復(fù)，這樣DNA經(jīng)過(guò)一次復(fù)制后就會(huì)產(chǎn)生甲基化譜式的丟失。在DNA修復(fù)過(guò)程中，DNA

5、甲基化狀態(tài)到底如何恢復(fù)是本論文的研究重點(diǎn)。我們證實(shí)了DNA甲基轉(zhuǎn)移酶Dnmt3a能與胸腺嘧啶糖基化酶TDG相互作用。Dnmt3a的PWWP結(jié)構(gòu)域和催化結(jié)構(gòu)域介導(dǎo)了與TDG的N端部分的相互作用。Dnmt3a和TDG的相互作用也影響二者的酶活力：Dnmt3a能刺激TDG的糖基化酶活力而TDG反過(guò)來(lái)能抑制Dnmt3a的甲基轉(zhuǎn)移酶活力。另外，Dnmt3a還能與堿基切除修復(fù)途徑中的因子DNA連接酶ligase Ⅲ相互作用。這些證據(jù)顯示DNA的G/