中国科大真核生物DNA损伤修复机理研究取得新进展

中国科学技术大学，2012-05-04

近日，中国科学技术大学生命科学学院滕脉坤教授、姚雪彪教授带领的研究组揭示了人类范可尼贫血互补群蛋白M (FANCM)与其关联因子蛋白复合物MHF1/MHF2的三元复合物结构，以及此三元复合物之间的分子识别和相互作用新机制，为范可尼贫血的致病机理研究提供了新的线索和思路。此发现将推动人们对人类细胞复制叉监督修复机制和着丝粒组装过程的深入理解。相关研究成果于4月17日在线发表在Nature Communications上。

范可尼贫血是一种非常罕见的遗传疾病，该病患者具有自身染色体不稳定的基本特征，常表现出对癌症的易感性。目前人们已经发现了13种范可尼贫血互补群蛋白质及其关联因子，它们均为DNA链间交联损伤修复通路关键蛋白。其中FANC-A、-B、-C、-E、-F、-G、-L和-M等8种FA蛋白与另外4种关联因子(FAAP24、FAAP100、MHF1/MHF2)组成FA核心复合体，行使E3泛素连接酶功能。FANCM为FA核心复合体中的必需组分，具有DNA结合能力，并可介导核心复合体与DNA的结合，其缺失或突变会导致核心复合体丧失泛素化连接酶活性。组蛋白样FANCM结合蛋白MHF1/MHF2可促进FANCM的DNA支链迁移活性。

该研究组利用X射线晶体学、生物化学及细胞生物学技术手段，分别解析了人类MHF1/MHF2二元复合物和MHF1/MHF2与FANCM蛋白661-800区段三元复合物的三维结构，首次发现MHF1和MHF2自身可形成紧密的四聚体，FANCM蛋白661-800区段通过双“V”字构型与之结合，并形成全新的DNA结合位点。

胞内免疫荧光共定位实验及体外生化实验证明，MHF1-MHF2复合物与FANCM之间的结合状态直接决定了FANCM的细胞定位，且已发现的范可尼贫血致病突变体正是通过干扰上述相互作用关系影响了FANCM蛋白的亚细胞定位。

这一原创性的发现初步阐明了FANCM蛋白在DNA损伤修复过程中的作用机理，并为范可尼贫血的致病机理研究提供了新的线索和思路。

该项研究受到国家自然科学基金委、科技部、中科院、教育部以及安徽省自然科学基金等的资助。

论文链接：The structure of the FANCM–MHF complex reveals physical features for functional assembly