论文部分内容阅读
真核生物的基因组时时受到各种外源和内源因素的胁迫，为抵抗这些胁迫，真核生物进化出了有效机制来维持基因组的完整性。虽然近年来对于真核生物基因组完整性的研究已经取得了重要进展，但是仍然有许多未知有待于更深入的探讨。本研究中，我们发现拟南芥(Arabidopsis thaliana)中一个DUF59((D)omain of(U)nknown(F)unction59)家族基因ASYMMETRIC LEAVES1/2 ENHANCER7(AE7)编码的蛋白，通过细胞质铁-硫蛋白组装[(c)ytosolic(i)ron-sulfur(Fe-S) cluster(a)ssembly(CIA)]途径维持基因组的完整性。AE7强等位突变体ae7-2胚胎致死，而弱等位突变体ae7或ae7-1虽然可以存活但是携带严重损伤的DNA。我们的数据显示，突变体细胞激活了DNA损伤反应，结果导致细胞周期停滞。AE7蛋白与CIA途径的CIA1、NAR1以及MET18等蛋白组成蛋白复合体，与这些因子相类似的蛋白组成的复合体在真核生物中高度保守，参与细胞质和细胞核的Fe-S蛋白组装。已有的研究结果表明，真核生物中多个参与DNA复制和修复的蛋白都含有Fe-S簇，因此推测ae7细胞核内DNA代谢相关的Fe-S蛋白的功能缺陷是导致突变体DNA损伤积累和细胞周期停滞的原因。在ae7-1突变体中，细胞质具有[4Fe-4S]簇的顺乌头酸酶和细胞核具有[4Fe-4S]簇的DNA糖基化酶ROS1活性均下降，佐证了AE7在CIA途径中的重要功能。已知线粒体内的ATP结合转运蛋白(ATP-binding cassettetransporter) ATM3/ABCB25是细胞质Fe-S蛋白活性维持所必需的组分，我们的结果表明ATM3/ABCB25的突变同样会造成基因组完整性的丧失。上述研究不仅证明AE7是CIA途径的一个关键因子，而且通过Fe-S蛋白组装途径的分析将植物线粒体的功能与维持核基因组完整性的机制联系起来。