中国科学院北京基因组研究所基因组变异与精准生物医学实验室杨运桂研究组与清华大学生命科学学院戚益军研究组合作研究发现,小非编码RNA(diRNA)及其效应蛋白Ago2调控DNA同源重组修复重要因子Rad51在DNA双链断裂(double strand break,DSB)位点的招募,从而调节DNA修复的作用机制。
科研人员利用生化和细胞生物学等手段,发现diRNA只调控DSB的同源重组(Homologous recombination)修复途径,而不影响非同源末端连接(Non-homologous end-joining)修复途径。这种特异性修复活性依赖于diRNA的效应蛋白Ago2。研究人员发现,Ago2可与同源重组修复重要因子Rad51形成复合物,并且Rad51在DSB位点的招募和同源重组修复活性取决于Ago2的催化活性及其结合小RNA的能力。DSB末端的加工,RPA和Mre11在单链DNA末端的装载不受diRNA和Ago2调控,说明Ago2很可能通过直接调节Rad51的招募发挥作用。这些研究结果表明,Ago2可能在diRNA的指导下,促进Rad51在DNA双链断裂位点的招募或滞留,从而调控同源重组活性,高效修复DNA损伤。
该研究进一步揭示了小RNA在DNA双链断裂修复过程中的保守性和重要功能,为后续从小RNA和DNA修复角度开展对人类疾病如恶性肿瘤发生发展研究提供了新思路。