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由于受到内源因素(如自身代谢产物、DNA碱基异构互变等)和外界环境(如电离辐射、紫外线、重金属等)的影响,基因组遭受复杂多样的损伤。根据受损伤DNA的特点,将DNA损伤分为单链断裂、双链断裂、链内和链间交联、嘧啶二聚体生成、碱基错配等类型。DNA双链断裂损伤(DNA double-strand break, DSB)是最具危害的损伤类型之一,可导致基因重排、染色体丢失、融合或移码、细胞死亡以及包括癌症在内的遗传性疾病的发生。DSB损伤的主要修复机制包括同源重组(homologous recombination, HR)修复和非同源末端连接(nonhomologous end joining, NHEJ)修复。NHEJ是低保真的修复方式,它无需同源的DNA做模板而直接将断裂的DSB末端相连,因此很可能导致DNA的部分丢失。HR是高保真的修复方式,主要发生在S/G2期。此时,细胞内的同源姐妹染色单体为受损伤DNA提供同源模板,从而保证了基因组的稳定性和完整性。DNA末端切割是HR通路的第一步,也是DSB修复选择HR或NHEJ的重要抉择点。首先,MRN复合物和CtIP参与DNA的末端切割,产生一段3’的ssDNA末端。单链DNA结合蛋白RPA迅速结合到该ssDNA上,通过招募ATRIP-ATR复合物到损伤位点激活ATR,从而引起细胞周期阻滞。然后,RAD51重组酶在BRCA1、BRCA2、PALB2及RAD51paralogs等介导因子的作用下置换RPA,形成RAD51-ssDNA复合物结构,从而引导着ssDNA寻找同源模板并进行链交换反应,形成D-loop结构。最后,ssDNA以同源的DNA为模板合成DNA,形成dHJ(double Holliday Junction)中间产物,在拆分复合物BLM-TopoⅢα-RMI1-RMI2的作用下对dHJ结构进行拆分,形成非交叉产物(noncrossover product),完成双链断裂DNA的修复。单链DNA结合蛋白(single-stranded DNA binding proteins, SSBs)能够保护ssDNA免于核酸水解命运、防止DNA发卡结构形成、阻止互补的ssDNA重新退火成双链DNA结构,从而参与DNA的复制、重组、修复等一系列DNA代谢过程,并且保证了DNA的顺利加工和生物体遗传物质的稳定性。在高等生物中,SOSS1复合物及RPA复合物是参与DNA损伤修复的主要单链DNA结合蛋白。因此,我们研究SOSS1复合物及RPA复合物促进HR修复的分子机制及其调控过程。SOSS1复合物由SOSSA、SOSSB1和SOSSC三个亚基组成,识别并结合单链DNA,促进DSB损伤后的HR修复。相比于RPA复合物,SOSS1复合物研究较晚且分子机制有待完善。我们从结构生物学角度解析由SOSSA的N端(SOSSAN)与SOSSB1、SOSSC组成的复合物SOSS1N的晶体结构,并从分子生物学角度深入研究SOSS1复合物各亚基组装的分子机制。我们发现：(1)SOSSA作为支架蛋白介导了SOSS1复合物的组装,并且维持了其它亚基的稳定性；(2)SOSSA保证了SOSS1复合物的其它亚基在细胞核的定位；(3)SOSSB1是识别单链DNA的关键组分,它利用不同的蛋白表面分别参与SOSS1复合物的装配和单链DNA的结合。而且,我们通过定点突变技术进一步发现介导SOSSA与SOSSB1、SOSSC结合的关键氨基酸位点以及SOSSB1参与结合ssDNA的氨基酸位点,将这些位点突变后导致HR修复效率降低及IR损伤后细胞存活率下降,从而证明了SOSS1在DSB修复中的重要作用。RPA复合物作为单链DNA结合蛋白几乎参与真核生物DNA的所有代谢活动,而且作为感应蛋白能检测DNA受损伤的信号从而激活DNA损伤检验点,最终有效地维持生物体基因组的稳定性。HR修复中,RPA复合物能迅速结合DNA末端切割产生的ssDNA,促进RAD51-ssDNA引导的链入侵过程,但是RPA复合物被招募到DNA损伤位点的分子机制并不清楚。由于染色质的高度紧密折叠,DNA双链断裂损伤后参与DNA末端切割的MRN复合物和CtIP不能有效的被招募到DSB损伤位点。SRCAP是ATP依赖的染色质重塑酶,属于IN080家族。研究表明,SRCAP突变是导致Floating-Harbor syndrome遗传综合征的主要原因。我们发现：SRCAP/ZNHIT1作为染色质重塑复合物参与DSB损伤后的染色质松弛,从而克服了染色质结构的紧密性,促进CtIP被招募到DNA损伤位点。该过程促进了DNA的末端切割,从而使得RPA复合物被招募到ssDNA上,最终促进HR修复。因此,我们创新性地从染色质结构角度研究HR修复中RPA复合物被招募的调节机制。总之,SOSS1复合物和RPA复合物作为SSB均被招募到ssDNA上,但两者相对独立、缺一不可,共同促进DSB损伤后的HR修复。