Lnc-RI调节PLK1促进放射诱导DNA双链断裂的同源重组修复及机制研究

DNA double-strand break (DSB) is the main factor, which induces genomic instability after ionizing radiation. As one of the main ways to repair DSB in eukaryote, homologous recombination repair (HR) is still an important scientific issue in the field of radiation biology. Long non-coding RNA (LncRNA) has been shown to play critical roles in many biological processes. Research on lncRNA which involved in DNA damage repair such as HR repair presents a new study field. Lnc-RI is a lncRNA induced by ionizing radiation found in our laboratory. Our studies previously confirmed that knockdown lnc-RI increased DSB in cells and reduced expression of PLK1 which promote HR repair. These results suggest that lnc-RI may play a role in HR repair of DSBs induced by radiation. This project aims the three issues: 1) Whether lnc-RI promote DSBs HR repair through PLK1 after radiation? 2) What is the mechanism by which lnc-RI regulate plk1 expression and promote HR repair? 3) whether lnc-RI regulated DSB HR repair by PLK1-RAD51? The study will present a new theoretical explanation about radiation-induced DSB repair mechanisms from the perspective of lncRNA, and deepen understanding of regulatory mechanisms of cellular genome stablity.

DNA双链断裂(DSB)是放射致基因组不稳定的主要原因，同源重组修复（HR）作为真核生物DSB修复的主要方式之一，其调控机制仍然是放射生物学领域的重要科学问题。长链非编码RNA（LncRNA）被证实具有重要生物学功能，其在DNA损伤修复如HR中的作用代表了一个新的方向领域。Lnc-RI是本实验室发现的一种放射诱导表达lncRNA，前期研究证实，敲低lnc-RI在下调HR通路相关分子PLK1表达的同时，引起DSB增加，提示lnc-RI可能参与放射后DSB的HR修复。本项目就此展开深入研究：1）明确lnc-RI通过PLK1对放射致DSB的HR修复的促进作用；2）分析lnc-RI调节PLK1表达影响HR修复的作用机制；3）验证lnc-RI通过PLK1-RAD51信号通路调节HR修复。上述研究将从lncRNA角度对放射致DSB修复机制提出新的理论阐述，加深对细胞基因组稳定性调控机制认识。

DNA双链断裂(DSB)是放射致基因组不稳定的主要原因，同源重组修复（HR）作为真核生物 DSB修复的主要方式之一，其调控机制仍然是放射生物学领域的重要科学问题。长链非编码RNA （LncRNA）被证实具有重要生物学功能，其在DNA损伤修复如HR中的作用代表了一个新的方向领域。Lnc-RI是本实验室发现的一种放射诱导表达lncRNA，前期研究证实，敲低lnc-RI在下调 HR通路相关分子PLK1表达的同时，引起DSB增加，提示lnc-RI可能参与放射后DSB的HR修复。为了验证上述科学问题，项目开展相关研究，并取得如下研究进展：1. 通过γ-H2AX焦点、彗星电泳等指标分析，证实lnc-RI敲低诱发细胞内DSBs的增加。采用报告基因实验，证实lnc-RI敲低抑制细胞HR修复效率；2. 利用lnc-RI敲低的细胞株证实，敲低lnc-RI增强细胞的放射敏感性，抑制放射诱发DNA损伤的修复进程：对照细胞4Gy照射后2小时γ-H2AX达到峰值，而后下降，8小时下降到正常水平，而lnc-RI敲低细胞在照射后24小时γ-H2AX水平仍然处于高水平，抑制plk1、RAD51等HR修复相关蛋白的激活；3.进一步的分子机制研究发现，下调lnc-RI表达，抑制RAD51蛋白和mRNA表达，而且回转RAD51可以逆转lnc-RI敲低引起的DSBs增加。4.最后，我们研究证明miR-193a-3p可以与lnc-RI和RAD51 mRNA的3‘UTR区结合，介导lnc-RI对RAD51的mRNA稳定性调节。本研究将从lncRNA角度对放射致DSB修复机制提出新的理论阐述，丰富对DSBs修复机制的认识。