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DNA双链断裂（DSB）是最严重的DNA损伤形式,主要拥有两种修复方式:精确的同源重组修复（HR）和容易带来突变的非同源末端连接（NHEJ）。已有研究表明介导组蛋白H3赖氨酸36三甲基化（H3K36me3）的SETD2和识别H3K36me3修饰的PSIP1都在HR修复中起重要作用,并且外显子上的H3K36me3修饰显著高于内含子,但是目前为止还不知道外显子和内含子DNA双链断裂修复是否倾向于采用不同的修复方式。我们实验室前期发现,Δ133p53/Δ113p53是N-端缺失的抑癌基因p53异构体,具有拮抗p53介导的细胞凋亡与衰老的作用,并与p73形成复合体促进DNA双链断裂损伤修复。在细胞重编程过程中,Δ133p53会激活表达,一方面通过抑制细胞凋亡来提高细胞重编程的效率,另一方面通过促进DNA损伤修复来减少诱导型多功能干细胞（i PSC）中染色体畸变的频率。为了进一步探讨过表达Δ133p53对重编程过程中i PSC基因组稳定性的影响,本论文通过全基因组测序比较5个过表达Δ133p53 i PSC克隆和5个对照组i PSC克隆的基因组新增突变频率,发现Δ133p53对全基因组DNA新增突变频率没有显著性影响,但是特异性减少全基因组编码区DNA新增突变的发生频率。并且过表达Δ133p53显著减少CRISPR/Cas9介导的编码区新增突变频率,但对非编码区没有显著影响。有意思的是,Δ133p53可以促进PSIP1的转录。全基因组测序数据还显示,不论是在亲本细胞中还是i PSC中编码区的突变频率都显著低于非编码区。细胞内不同损伤修复通路相关蛋白的数量与容量都是有限的,而编码区一个碱基的突变就可能改变编码蛋白的功能使得基因失活,这意味着细胞在不同区域选择不同的修复方式才能将DNA损伤可能产生的危害降到最低。这些结果提示不同区域DNA双链断裂（外显子和内含子）可能采用不同修复方式,这种不同修复方式的选择可能与H3K36me3修饰相关。为了证明这个假设,本论文构建了一个可视化定点检测DNA双链断裂修复途径体系,利用CRISPR/dCas9系统在基因组特定位点进行定点成像,采用CRISPR/Cpf1系统的基因编辑功能在dCas9成像系统附近不同外显子以及内含子区域造成定点DNA双链断裂损伤。crRNA介导Cpf1引起的定点DNA双链断裂修复信号可以与dCas9成像系统共定位,通过RAD51和53BP1免疫荧光分别定点检测HR和NHEJ修复,就可以对外显子与内含子选择的损伤修复途径进行比较。再结合全基因组H3K36me3测序结果,分析修复途径选择与H3K36me3修饰的相关性。对构建可视化定点检测DNA双链断裂修复途径系统的细胞系进行H3K36me3修饰全基因组测序,结果显示整个基因组外显子的平均修饰水平远远高于其它非编码区域平均水平,也高于内含子区域平均水平,但同时有些区域的内含子也维持较高的修饰水平。根据H3K36me3修饰测序结果计算损伤位点HR/NHEJ的比例,成对比较相同/不同基因外显子与内含子DNA双链断裂修复途径选择的差异。结果证明,H3K36me3修饰水平高的DNA区域双链断裂倾向于选择HR修复。进一步实验显示,敲低PSIP1降低外显子HR修复的程度远高于对内含子区域HR修复的影响,证明此种选择依赖于PSIP1。本论文发现不同区域的DNA双链断裂修复存在着选择性的差异,在外显子中由于H3K36me3修饰比较高,会被PSIP1识别,进而选择HR修复,在内含子中,由于H3K36me3修饰相对比较低,不被PSIP1识别,进而选择NHEJ修复。Δ133p53可以通过促进PSIP1表达,特异促进编码区的HR修复途径。这项研究不仅建立了可视化定点检测DNA双链断裂修复途径的体系,揭示了DNA双链断裂修复的新机制,而且对于人类疾病发生提供了新启示。