以可诱导DNA双链断裂报道系统为基础的DNA双链断裂修复机制的研究

癌细胞重要特征之一是基因组不稳定。维持基因组稳定性关键在于细胞能修复受损伤的DNA。DNA双链断裂是最致命的损伤形式，即使单个断裂没有得到正确修复就足以引起癌症和促进过早老化。DNA双链断裂修复机制研究也成为肿瘤生物学的前沿热点领域。但受限于常规研究手段如电离辐射或药物通常会对细胞基因组DNA损伤产生多种损伤形式，为详细解读DNA双链断裂修复机制带来困难。我们将通过建立优化可诱导调控DNA双链断裂报道系统，精确调控细胞DNA双链断裂的产生，同步化双链断裂修复各个阶段。这套系统包括能够分析三条主要DNA双链断裂修复途径同源重组、非同源末端连接和单链退火修复的报告底物，及I-SceI限制性内切酶嵌合体，为解析各个修复途径阶段上下游基因之间的瞬时相互作用、时空关系及其生物学功能，寻找以前未知的新基因或已知基因的新功能提供研究体系。解读DNA双链断裂损伤修复机制，为肿瘤药物治疗提供新的靶点和基础。

DNA双链断裂损伤可能导致细胞癌变与早衰的发生，能够在细胞基因组中人为引入DNA双链断裂并跟踪修复过程的报告系统将为深入理解DNA双链断裂修复的分子机制提供有力工具。通过可诱导基因表达技术与蛋白翻译后细胞定位转移技术，构建一套可诱导调控的DNA双链断裂报告系统，该系统适用于Tet-On/Off技术与蛋白亚细胞移位技术的内切酶I-SceI表达载体可以改进和提高系统的性能表现。 肿瘤细胞耐药的分子机制涉及细胞功能的改变。转录组测序分析表明，与其亲本细胞MCF7相比，阿霉素耐药的MCF7/DOX细胞在多条功能途径中出现了差异基因表达，其中DNA损伤修复的差异基因比例居于首位，暗示增强的DNA修复能力可能贡献细胞耐药性。RNAi介导的DNA修复相关基因敲低能增强耐药细胞对阿霉素的敏感性，而同时阻断多条DNA修复途径进一步降低了耐药细胞的生存力。这些数据表明DNA修复途径之间可能存在复杂的串话效应，协同影响细胞耐药。