法国居里研究所陈春龙教授应邀学术访问并作报告

8月9日上午,法国国家科学研究中心(CNRS)高级研究员、学部委员,居里研究所DNA复制与基因组稳定性实验室课题组长,法国巴黎文理研究大学、索邦大学博士生导师陈春龙教授在北京大学王克桢楼348室进行了题为“The impact of transcription-mediated replication stress on genome instability and human disease”的学术讲座。本次学术讲座由蛋白质与植物基因研究国家重点实验室成员陆剑教授主持,孔道春教授、胡家志研究员等数十位师生聆听了讲座。

DNA复制是对所有生物都至关重要的生物学过程。DNA复制的调控影响了基因组的稳定性/不稳定性,与人类的疾病和衰老等密切相关。DNA复制起始位点在不同物种的基因组中有多种类型,在人类细胞中,每次细胞分裂大约有3–5万个复制起始位点发挥功能,不同的细胞中复制起始位点存在异质性,对DNA复制的起始位点的准确鉴定是研究复制调控机制的关键。

陈春龙教授首先介绍了其团队如何通过开发和利用新的技术方法,在基因组水平揭示复制起始位点的分布和调控规律。他们通过开发对冈崎片段(Okazaki fragment)的建库和测序方法(OK-seq),在人类细胞中鉴定了DNA复制起始位点,发现人类的基因组中存在早复制启动区(early initiation zones),复制常常起始于早复制区的不同位置。早复制区受到基因组三维结构,染色质开放状态和转录活动等的调控。其团队还首次将Bionano技术应用到人类细胞DNA复制研究中,在单分子水平上“看到”早期DNA复制起始位点,其研究结果支持了在细胞刚进入S期的时候,复制起始位点富集在早复制区,并在不同细胞中存在异质性,同时还发现晚复制区中也存在少量的复制起始事件,揭示了复制活动的复杂性。

接着,陈春龙教授介绍了转录影响复制过程的分子机制。对人和果蝇等不同物种的研究都表明早复制起始区通常是非转录区,与复制起始相关的蛋白如MCM等也富集在非转录区,说明转录和复制之间可能存在冲突。转录可以抑制复制,是重要的内源复制压力。在复制压力下,细胞中一些大的基因区域容易产生断裂,称为CFS(Common Fragile Sites),造成基因组不稳定。陈春龙教授的研究发现,CFS出现的区域存在明显的复制延迟,可以导致复制不完全以及双链断裂。进一步的研究表明这种复制延迟是由于这些基因的中间区域缺乏复制起始位点,而不是由转录和复制的直接冲突导致的。当敲除CDK1,CFS相关基因的内部会出现很多新的由MCM介导的复制起始位点,复制延迟以及双链断裂会减少。

陈春龙教授丰富、精彩的报告引起了参会师生的广泛兴趣。讲座结束后,陈春龙教授与参加讲座的师生展开了充分的讨论与互动,对师生们提出的问题做出了详细的解答,获得了大家的一致好评。