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强磁场团队揭示SUMO化修饰调控DNA损伤修复及放疗敏感性的新机制

来源: 时间:2025-03-18 作者:徐峰

中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心赵国平研究员课题组在DNA损伤修复调控放疗敏感性研究领域取得重要进展。研究团队系统揭示了ZNF451介导的SUMO化修饰在DNA损伤修复信号传导中的关键调控作用,该研究成果近日发表于国际权威期刊Cell Death & Differentiation

放射治疗的疗效在很大程度上受限于肿瘤细胞的DNA损伤修复能力。当射线作用于细胞时,DNA双链断裂(DSB)是主要的致死性损伤类型。值得注意的是,相较于正常细胞,肿瘤细胞往往通过异常高表达的DNA修复蛋白构建起强大的损伤应答系统,这成为临床放疗抵抗的重要机制。针对这一问题,研究团队深入解析了表观遗传修饰在DNA损伤修复中的调控网络。

研究团队发现,锌指蛋白ZNF451在乳腺癌、肺癌等多种恶性肿瘤中呈现显著高表达,且与患者不良预后密切相关。机制研究表明,在辐射诱导的DNA损伤发生后,ZNF451能快速响应并富集于损伤位点,特异性催化RNF168蛋白发生SUMO2修饰。这种翻译后修饰通过稳定RNF168蛋白结构,显著增强其在损伤位点的募集能力,进而促进下游组蛋白H2A/H2AX的泛素化信号级联,最终强化DNA损伤修复进程。研究还揭示了ZNF451与经典修复因子RNF8形成的动态调控网络:二者通过竞争性结合与协同作用双重模式调控RNF168的活性。具体而言,ZNF451与RNF8对RNF168的招募呈现相互抑制效应,但当二者同时缺失时,RNF168向损伤位点的募集显著受阻。定量分析显示,ZNF451和RNF8通过量依赖性的调控特征,精确控制RNF168与底物H2AX的相互作用强度。该研究不仅阐明了SUMO化修饰调控DNA损伤修复的新机制,更创新性地提出了"动态平衡调控"理论模型,在DNA损伤修复机制的解析方面具有重要理论意义。

本研究工作得到了国家自然科学基金、合肥物质院院长基金等项目的支持。

原文链接:https://doi.org/10.1038/s41418-025-01472-0

ZNF451调控DNA损伤修复示意图

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