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CST与Primpol相互作用在调控端粒损伤诱导的DNA复制和诱导ALT发生的作用及机制研究

批准号:
32170762
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
王峰
依托单位:
学科分类:
细胞衰老、死亡及自噬
结题年份:
2025
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
王玉亮、王兵、刘佳、李婷芳、赵蕊、王昱文、周君瑞、寇灏萌、王倩倩

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
端粒损伤可以激活损伤诱导的非S期端粒合成BITS,继而引发端粒的ALT表型产生。前期研究证实CST既可以参与端粒的损伤应答又能在ALT细胞的端粒维持过程中发挥重要作用,然而其在BITS诱导ALT发生中的机制尚不清晰。本研究中,我们发现其相互作用蛋白PrimPol可能参与调控了BITS诱导的ALT产生。我们认为CST识别损伤端粒并招募PrimPol,利用其引发酶活性在损伤位点下游重启并合成单链DNA,进而产生ssDNA gap。ssDNA gap被SLX4等酶识别并切割后,形成双链DNA损伤,进而引发依赖于Rad52的端粒重组延伸,暨ALT。PrimPol是迄今发现的首个具有引发酶活性并参与BITS的DNA聚合酶,其通过引发单链合成、诱导双链损伤并激活重组延伸,将是一种全新的ALT形成机制。本研究将为全面理解ALT阳性肿瘤细胞中端粒DNA维持机制奠定基础,也为ALT肿瘤的治疗提供了新的靶标。
英文摘要
Telomeric DNA Break could Induce non-S-phase Telomere Synthesis (BITS), which promotes alternative telomere lengthening (ALT) through crosslink repair. We have previously reported that the telomere binding complex CST could take part in telomere damage response and be involved in ALT formation. However, the detailed mechanism for its function in BITS-induced ALT hasn’t been clearly resolved. Here, we proved that CST interacting protein PrimPol may play an essential role in this process. We proposed that CST could recruit PrimPol to the telomeric damage sites, which initiates the synthesis of the downstream ssDNA and forms ssDNA gaps via its primase activity. Subsequently, the ssDNA gap could be recognized and resolved by the nuclease SLX4, which generates double-strand breaks (DSB) at telomeres. Finally, the spontaneous telomeric DSB could be repaired by strand crosslink and Rad52 dependent homologous recombination. In summary, PrimPol is the first identified DNA polymerase function in BITS-induced ALT, through the primase activity. This study will not only broaden our knowledge of the mechanism of telomeric DNA replication in ALT tumor cells but also guide our current cancer therapy which is based on regulating telomere replication.
端粒损伤可以激活损伤诱导的非S期端粒合成BITS,继而引发端粒的ALT表型产生。前期研.究证实CST既可以参与端粒的损伤应答又能在ALT细胞的端粒维持过程中发挥重要作用,然而其在BITS诱导ALT发生中的机制尚不清晰。本项目围绕CST在ALT细胞中介导的端粒复制与损伤修复机制展开研究,旨在解析其与相关蛋白的协同作用及在ALT肿瘤治疗中的潜在价值。研究通过质谱分析鉴定出CST与解旋酶RECQ4及聚合酶-引发酶PRIMPOL存在直接相互作用。实验证实CST负责将RECQ4与PRIMPOL招募至端粒区域,二者在维持端粒稳定性中发挥关键作用:RECQ4缺失导致端粒G4结构积累、端粒功能障碍及DNA损伤增加;PRIMPOL缺失则引起端粒合成减少、姐妹染色单体交换率下降。进一步机制研究表明,CST与RECQ4协同解旋G4结构,重启停滞的复制叉,保障端粒正常复制;而PRIMPOL通过与RFC-PCNA-POLD3复合物协同,参与断裂诱导的端粒合成(BITS),其下游产物部分经SLX4途径分解,从而调控ALT相关端粒延伸。此外,研究发现核纤层蛋白LAP2α通过调节端粒异染色质状态抑制ALT活动,而NPM1磷酸化通过CST稳定POLD3并促进端粒合成。基于上述机制,体内实验显示EZH2抑制剂EPZ-6438联合阿霉素(Dox)可显著抑制ALT骨肉瘤生长。本项目系统揭示了CST/RECQ4/PRIMPOL/NPM1轴在应对端粒复制压力、维持端粒稳定性和调控ALT进程中的关键作用,不仅深化了对端粒复制机制的理解,也为ALT肿瘤的靶向治疗提供了新策略和潜在药物靶点。
CST与Primpol相互作用在调控端粒损伤诱导的DNA复制和诱导ALT发生的作用及机制研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    王峰
  • 依托单位:
RecQ4重启端粒受阻复制叉机制的研究
  • 批准号:
    31771520
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    王峰
  • 依托单位:
持久性有机污染物POPs导致衰老性疾病发生机制的研究
  • 批准号:
    91649102
  • 项目类别:
    重大研究计划
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    王峰
  • 依托单位:
细胞内G4结构形成对端粒DNA复制影响的研究
  • 批准号:
    31471293
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    85.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    王峰
  • 依托单位:
国内基金
海外基金