孔道春 教授

细胞生长分裂调控研究组

北京大学 生命科学学院 教授

电话:

E-mail:kongdc@pku.edu.cn

1、在分子水平上,阐明真核细胞染色体DNA复制起始、复制起始位点的选择、及复制叉里生化反应的机理

2、研究Checkpoint 如何调控以维持DNA复制叉的稳定性

3、研究dsDNA断裂修复的基本生化分子机制


DNA复制叉跨越核小体的机制

阐明DNA复制叉如何穿过核小体是DNA复制领域上世纪90年代以来想解决的问题。 我们的工作表明通过对组蛋白的多位点修饰,松散核小体,使得DNA复制叉可以通过核小体。我们已经发现一些重要的组蛋白修饰对DNA复制起重要作用。一些chromatin remodeling complexes 也可能在这一事件中起作用。

DNA链在核内的安排机制

长的DNA链如何在核内安排以避免成为线团,使得DNA复制可以顺利进行,是一个重要问题。 我们在这方面研究已经有进展, 正检验一些蛋白质在这个事件中的作用。

维持DNA复制叉稳定的分子机理。DNA复制叉不稳定是正常细胞生长过程中基因组不稳定的主要来源。Checkpoint已被证明是维持DNA复制叉稳定的必需调控途径,但其调控的根本分子机制一直没有确定;真核细胞是否还有其它重要调控途径维持复制叉稳定,这一直是个问题,以前没有解决。 我们的研究在这两个问题上, 有重要进展。

checkpoint调控抑制DNA复制解旋酶CMG的活性,以维持停顿的DNA复制叉稳定

我们发现一旦DNA复制叉停顿,checkpoint Chk2激酶磷酸化CMG复合体的Cdc45亚基,导致CMG的解旋酶活性降低。我们进一步证明CMG的解旋酶活性降低在维持停顿复制叉的稳定中起重要作用。根据维持复制叉稳定的程度,我们认为这一步调控应该是checkpoint维持复制叉稳定最早、最重要的调控。

停顿DNA复制叉导致染色质结构更紧密以维持DNA复制叉稳定

我们发现停顿DNA复制叉导致染色质结构更紧密。染色质结构更紧密是由一系列组蛋白修饰的变化引起,其中一个是H2BK33去乙酰化。H2BK33是一个新发现的乙酰化位点。 打破这个调控,导致停顿复制叉不稳定。该调控与checkpoint调控并行。我们命名该调控为“CCSSRF”途径。

Checkpoint调控泛素化E3连接酶Brl2的功能以稳定停顿复制叉

在维持复制叉稳定事件中,我们发现了一个新的checkpoint调控蛋白--Brl2。 Checkpoint调控Brl2的分子机制已被阐明。

双链DNA断裂点的末端保护机制

我们应该发现了双链DNA断裂点的末端保护机制。 此项目基本完成。

H2Bk78的乙酰化参与双链DNA断裂修复

我们发现当双链DNA断裂时,H2BK78位点乙酰化。催化H2BK78 乙酰化的酶是Gcn5。如果H2BK78的乙酰化被打破,导致双链DNA断裂修复效率降低。H2BK78乙酰化促进双链DNA断裂末端一股链的降解,从而提高DNA断裂修复效率。

Zeng M, Tang ZZ, Ren LFD, Wang HB, Wang XJ, Zhu WY, Mao XB, Li ZY, Mo XM, Chen J, Han JH, Kong DC, Ji JG, Carr AM, Liu C. (2023) Hepatitis B virus infection disrupts homologous recombination in hepatocellular carcinoma by stabilizing resection inhibitor ADRM1. J. Clin. Invest., 133: e171533.

Sun YA, Xu X, Zhao WX, Zhang Y, Chen KY, Li YZ, Wang XT, Zhang ML, Xue BX, Yu WT, Hou YP, Wang CB, Xie W, Li C, Kong DC, Wang S, Sun YJ. (2023) RAD21 is the core subunit of the cohesin complex involved in directing genome organization. Genome Biol., 24: 155.

Liu SJ, Li XZ, Liu XQ, Wang JN, Li LY, Kong DC. (2022) RNA polymerase III directly participates in DNA homologous recombination. Trends Cell Biol., 32: 988-995.

Li XZ, Wang L, Liu XQ, Zheng ZQ, Kong DC. (2022) Cellular regulation and stability of DNA replication forks in eukaryotic cells. DNA Repair, 120: 103418.

Tang ZZ, Zeng M, Wang XJ, Guo C, Yue P, Zhang XH, Lou H    Q, Chen J, Mu DZ, Kong DC, Carr AM, Liu C. (2022) Synthetic lethality between TP53 and ENDOD1. Nat Commun., 13: 2861.

Liu XQ, Chang FR, Liu SJ, Wu F, Kong DC. (2022) The functional analysis of the ubiquitin ligase Brl2 in the repair of DNA double-strand breaks. Yi Chuan, 44: 609-617.

Liu SJ, Hua Y, Wang JN, Li LY, Yuan JJ, Zhang B, Wang ZY, Ji JG, Kong DC. (2021) RNA polymerase III is required for the repair of DNA double-strand breaks by homologous recombination. Cell, 184: 1314-1329.

Liu Y, Wang L, Xu X, Yuan Y, Zhang B, Li ZY, Xie YC, Yan R, Zheng ZQ, Ji JG, Murray JM, Carr AM, Kong DC. (2021) The intra-S phase checkpoint directly regulates replication elongation to preserve the integrity of stalled replisomes. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 118: e2019183118.

Liu SJ, Kong DC. (2021) A direct role of RNA polymerase III and RNA in DNA homologous recombination. Mol. Cell Oncol., 8: 1935173.

Liu SJ, Liu XQ, Kong DC. (2021) A Recently Discovered Essential Factor for DNA Homologous Recombination: RNA Polymerase III. Journal of Cell Science & Therapy, 12: 302.

王静娜、夏艳、邓文丽、刘思杰、许鑫、李瑞、张波、郑泽琦、常斐然、罗杰琛、杨昌儒、孟瑞双、伍斐、陈语、金一帆、谢嘉伟、李凌彦、邝沃钿、王子路