台大国际团队合作解开DNA复制压​​力下的保护机制

本研究成果于今年(2020)11月19日刊登于The EMBO Journal期刊。有鉴于个体的生长及器官组织的维持和修复，都需由细胞分裂来完成，而细胞分裂的过程，DNA必须复制才能把遗传信息留给下一代。如果DNA复制的过程出现错误，则会发生基因突变进而导致细胞变异、凋亡，甚至演变成癌症。因此，细胞发展出一套精密的保护机制去应对DNA复制压​​力，来维持基因体的完整性。当DNA遇到复制压力时，复制叉(Replication Fork)会进入停滞状态，并转变成反转复制叉(Reversed Fork)的特殊结构来避免内切核酸酶攻击而断裂，以助于后续的DNA修复与复制的重启。然而反转复制叉的新合成DNA也会因为外切核酸酶MRE11而降解，所以需要可以保护反转复制叉的蛋白来稳定反转复制叉的结构。

本篇研究主要发现一个新参与在复制压力机制的CST蛋白复合体(CTC1-STN1-TEN1)，在反转复制叉的保护上扮演了一个重要的角色。本篇第二作者台大生化所博士生李启恒，以人类细胞的蛋白表达系统，成功建立了CST和MRE11的蛋白表现及纯化的方法，并分析其生化功能发现CST可以直接阻挡MRE11外切核酸酶的降解，从而保护反转复制叉的稳定，这也是首次阐明CST具有直接阻挡MRE11降解的生化活性。而通过与美国Weihang Chai教授团队的合作，细胞实验也证明了细胞内的CST也的确具有保护反转复制叉的能力，互相佐证双方的结果。通过细胞和生化的实验，研究团队得以解开了DNA复制压​​力下的复制叉保护及修复的机制。

本次研究成果突显了团队合作的重要性，即由双方研究专长的互补性，除了能用不同角度的思考来解决问题，更能加速研究的进行，提升研究团队在国际的学术能量。获取更多前沿科技信息访问：https://byteclicks.com

论文全文可见EMBOJ网站：“Human CST complex protects stalled replication forks by directly blocking MRE11 degradation of nascent-strand DNA”