生命科学
物理科学
本次报告的内容为DNA同源重组的奥秘。DNA同源重组(Homologous Recombination)是生物体的基本生命现象,它在确保DNA正确复制,维持细胞基因组稳定,以及保证物种遗传物质多样性等方面发挥重要作用。DNA同源重组主要发生在细胞减数分裂期或有丝分裂的DNA复制期,通常以姐妹染色体作为模板来进行遗传信息交换。
DNA同源重组的主要步骤包括:首先在DNA上产生一个双链断裂(DNA double-strand break, DSB)。然后双链断裂处的5'-链被降解,同时3'-链保留(该过程叫末端降解,End Resection)。随后3'-单链DNA入侵模板链并且作为引物进行DNA合成。DNA合成后形成Holliday Junction (HJ)结构,通过相应的HJ解除酶完成重组。
在同源重组过程中,一个非常重要但一直没有解决的问题是:如何在DSB末端切除过程中既要促进DSB末端5'-链降解同时又保证3'-链的完整性?因为即使部分切除3'-链都会造成不可逆的遗传物质缺失,这对于生物的繁衍生存是非常有害的。刘思杰博士将报告他们最新研究成果,发现并证明RNA 聚合酶III 是同源重组修复的一个必需因子,RNA聚合酶III可以被主动招募到DSB处,以DSB末端3'-链为模板转录生成DSB-RNA。转录过程促进DSB 末端5'-链翘起和切除,同时RNA 聚合酶III 转录生成的DSB-RNA 与DSB 末端3'-链形成RNA-DNA杂交链,保护3'-链免于被降解。
刘思杰
博士后研究员 北京大学生命科学学院
本科毕业于兰州大学,博士毕业于北京大学,获生物学博士学位。研究方向是DNA双链断裂损伤修复,博士期间研究发现了DNA同源重组的一个新的必需因子—RNA聚合酶III,鉴定到了DNA同源重组修复的必需中间体RNA-DNA杂交链,并基于此提出了新的DNA同源重组模型,相关文章发表在Cell杂志(Liu et al.,2021)。