lnc-RI作为ceRNA稳定RAD51 mRNA，调节DNA双链断裂的同源重组修复

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文章背景简介

BACKGROUND INTRODUCTION

DNA损伤修复的异常是基因组不稳定的重要原因。 DNA双链断裂（DSBs）被认为是细胞基因组完整性最具灾难性的变化，通常由复制应激，遗传毒性化学物质，电离辐射暴露，炎症，氧化应激和病毒感染等疾病引起。为了应对这些不断产生的病变，真核细胞已经开发出复杂而有效的DNA损伤应答（DDR）系统，包括许多DNA损伤修复途径。同源重组（HR）和非同源末端连接（NHEJ）是负责DSB修复的主要分子途径。 HR是一种无错误的修复途径，其涉及在晚期S期和G2期使用同源DNA序列作为模板。在HR修复中，RAD51蛋白是以ATP依赖性方式负责同源配对和DNA链交换反应的中心重组酶，重组酶通过BRCA1、BRCA2、PLK1、RAD51旁系同源物或其他调节剂在翻译后水平介导正调节和负调节。

长链非编码RNA（lncRNA）是一组非编码RNA转录物，其包含超过200个核苷酸并且缺乏明显的开放阅读框。 LncRNA在许多细胞生物学过程中发挥着重要作用，包括细胞周期进程、细胞凋亡、发育、干细胞多能性、肌肉分化和癌发生。在复杂的lncRNA作用网络中，作为ceRNA调节其它基因的表达是一种较普遍的调控模式，如lncRNA能通过竞争性结合miRNA介导的基因沉默。先前的研究表明，lnc－RI参与有丝分裂的控制，通过miR－210－3p的竞争性靶向调节PLK1（Polo－like Kinase 1，Polo样激酶1）表达。在该研究中，一个有趣的现象揭示了lnc－RI的敲低导致一组DDR调节因子的异常表达，表明lnc－RI可能在DDR和基因组不稳定性中起作用。

北京放射医学研究所的Liping Shen等人于2017年在《Nucleic Acids Research》（IF＝11．147，生物1区）发表了题为“LncRNA lnc－RI regulates homologous recombination repair of DNA double－strand breaks by stabilizing RAD51 mRNA as a competitive endogenous RNA”的文章。本文揭示了lnc－RI在调节DSB修复和维持基因组稳定性的HR途径中的作用。

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所用到的主要方法

METHODS

1．CB微核实验：外周血淋巴细胞微核率测定作为对职业性放射性工作者所受辐射损伤的评价是一项非常有意义的指标。健康成人外周血淋巴细胞微核细胞率正常值范围为0－6‰，均值为1．2‰。

2．慢病毒载体及转染：基因转入

3．实时荧光定量PCR：基因水平定量分析

4．Western Blot：蛋白质水平分析

5．彗星实验：又称单细胞凝胶电泳实验，是一种通过检测DNA链损伤来判别遗传毒性的技术

6．免疫荧光：蛋白质水平分析

7．DR－GFP／I－Sec I HR 分析：

8．NHEJ分析：非同源末端连接（NHEJ）

9．双报告荧光素酶分析：启动子转录活性分析

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文章主要内容摘要

ABSTRACT

DNA双链断裂（DSB）修复对于维持基因组稳定性至关重要。目前DSB修复机制的模型都是基于DNA修复蛋白的研究。最近，长链非编码RNA（lncRNA）作为新的调节分子出现，在生物过程中具有多种功能。在本研究中，我们发现电离辐射诱导的lncRNA lnc－RI的表达与人外周血淋巴细胞中的微核率呈负相关。抑制lnc－RI可显著增加自发性DSB水平，这被证实与DSB的同源重组（HR）修复效率降低有关。 RAD51（HR途径中的关键重组酶）的表达在lnc－RI抑制的细胞中急剧下降。在进一步的研究中，我们证明miR－193a－3p可以与lnc－RI和RAD51 mRNA结合并抑制lnc－RI和RAD51 mRNA的表达。 Lnc－RI作为竞争性内源RNA（ceRNA）通过与lnc－RI／miR－193a－3p／RAD51作用途径来调节RAD51 mRNA稳定性。据我们所知，这是第一项证明lnc－RI在调节DSB的HR修复中作用的研究。在该研究中建立的反馈回路表明：lnc－RI对于维持基因组稳定性至关重要。