昆明动物所等在基因组稳定性驱动的低氧适应研究中取得进展
近期,中国科学院昆明动物研究所研究员赵博课题组在Journal of Experimental & Clinical Cancer Research 上发表了题为RETSAT associates with DDX39B to promote fork restarting and resistance to gemcitabine based chemotherapy in pancreatic ductal adenocarcinoma 的研究论文,报道了RETSAT 基因在基因组稳定性维持和低氧耐受中的功能和机制。
基因组稳定性的维持以氧作为必要条件。特别是在极端低氧(氧浓度低于1%)条件下,HIF信号通路显著下调DNA损伤反应(DNA Damage Response; DDR)核心组分的表达,引起DNA复制和修复效率降低,造成DNA损伤累积和基因组不稳定,细胞被动地进入凋亡或衰老。然而,一些特例值得关注。例如,高原动物细胞能够较强地维持基因组稳定并耐受低氧,提示可能存在某种未知通路或机制,赋予细胞主动增强基因组稳定性的能力来适应低氧。另外,这些机制能否为极端低氧的实体瘤(如胰腺癌)防治提供新视角和新思路,值得探索。
RETSAT 是一个在青藏高原哺乳动物类群中趋同演化和显著正选择基因(昆明动物所研究员施鹏团队成果),但其编码蛋白在基因组稳定性调控中是否发挥功能,尚不清楚。该研究在基础方面,利用iPOND (isolate proteins on nascent DNA)、DNA fiber assay、Comet assay等基因组稳定性研究经典技术,确定了RETSAT是一个新的复制叉结合蛋白。在低氧条件下,RETSAT招募RNA解旋酶DDX39B入核,有效清除R-Loop,避免转录-复制冲突 (Transcription–replication collisions),保障DNA复制有序进行,促进细胞的低氧适应。在应用方面,利用TCGA数据库、临床病理样本、3D培养模型、胰腺癌类器官模型和小鼠移植瘤模型等,确定了RETSAT 高表达与胰腺癌预后和吉西他滨化疗获益均呈现负相关,发现了DDX39B抑制剂CCT018159在联合药物治疗胰腺癌中的价值。
昆明动物所特别研究助理涂秋、博士研究生刘秀云、昆明动物所与苏州大学联合培养博士研究生姚晓晴、昆明医科大学博士研究生李瑞雪、昆明动物所项目聘用人员刘高京为该论文的共同第一作者。赵博、施鹏、昆明医科大学附属第二医院教授朱洪、苏州大学教授许国强为该论文的共同通讯作者。该研究得到了中国科学院人才项目等的支持。
文章链接:https://jeccr.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13046-022-02490-3
RETSAT和DDX39B相互作用促进细胞R-loop清除、复制叉重启和DNA复制压力耐受