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BARD1识别损伤的染色质并启动同源重组修复的机制研究

批准号:
32100456
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
黄艳
学科分类:
表观遗传调控
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
黄艳

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
DNA复制对于遗传信息的稳定传递和生命繁衍至关重要,细胞DNA复制期产生的DNA双链断裂(DNA double-strand breaks,DSBs)是基因组稳定性的重大威胁。细胞通过同源重组——一种无错的修复途径——对复制期的DSB进行修复,确保遗传信息的准确稳定传递。前人研究表明,肿瘤抑制蛋白BRCA1与BARD1组成的异源二聚体在DSB修复上发挥重要作用。其中,BARD1蛋白通过识别染色质上特异的组蛋白修饰将BRCA1定位到DSB位点,在同源重组途径的选择过程中发挥决定性作用,但其分子机制并不清楚。申请人将测定BARD1与带有特定组蛋白修饰的核小体的复合物结构,在此基础上,通过生物化学、生物物理学以及细胞生物学等方法研究BRCA1-BARD1复合物识别损伤位点并促进同源重组修复的分子机制。该研究对于阐明DSB修复通路的调控机制以及其与癌症的关系具有重要的意义。
英文摘要
DNA replication is central to the stable transfer of genetic information and our life. DNA double-strand breaks (DSBs) generated during DNA replication are deleterious to genome integrity. Cells employ homologous recombination (HR)— an error-free repair pathway— to restore genetic information during S phage, thereby ensuring genome stability. Previous results showed that tumor suppressors BRCA1 and BARD1 constitute a heterodimer that plays a critical role in dictating the HR pathway. In response to DSB, BARD1 recognizes chromatin bearing specifically modified histones to direct localization of the BRCA1 at damaged sites and finally support homologous recombination, but the underlying mechanism remains unclear. Here, we propose to determine the structure of BARD1 in a complex with a modified nucleosome. Further, we aim to study the molecular mechanism by which BRCA1-BARD1 recognizes damaged chromatin and directs homologous recombination by integrating biochemical, biophysical, and cellular approaches. The knowledge we gain in this study is critical to understanding the regulation of the DSB repair pathway and will shed light on its relation to tumorigenesis.
非同源末端连接和同源重组是真核细胞应对DNA双链断裂(DSB)的两种主要修复途径,途径选择受到细胞周期的严格调控。肿瘤抑制蛋白BRCA1-BARD1复合物指导细胞在S/G2期选择同源重组途径进行DSB修复。研究表明,BARD1蛋白能够识别染色质上特定的组蛋白修饰来指导复合物募集到DSB位点并促进同源重组修复,但其背后的分子机制仍不清楚。. 本项目解析了BARD1与含H4K20me0和H2AK15ub双标记核小体(NCPUb)的复合物电镜结构。首先,结构发现BARD1的ARD-BRCT结构域横跨核小体盘面,并与核小体表面、H4以及泛素等多部位形成广泛的相互作用;其次,发现了一种由Ub K63/E64位点介导的新的泛素识别模式。进一步利用体外与体内多种实验方法,证明了BARD1与核小体、与泛素以及BARD1分子内(ARD与BRCT结构域之间)等多重相互作用对于维持该复合物的稳定至关重要,这些部位的突变会直接导致BARD1对泛素核小体的结合能力下降,进而破坏BRCA1-BARD1复合物在DSB位点的募集,致使HR修复功能受损。此外,本研究还鉴定了多个具有潜在致病性的BARD1癌症突变,它们通过破坏BARD1与泛素核小体结合来削弱细胞的HR活性。. 综上,本项目揭示了BARD1特异识别泛素核小体及其在促进同源重组修复过程中的重要作用,对于阐明DSB修复通路的调控机制和相关癌症的发病机理都具有重要意义。
物体的整体知觉加工的皮层下通路的研究
  • 批准号:
    31300836
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    黄艳
  • 依托单位:
国内基金
海外基金