DSB修复过程中SHLD3招募REV7的分子机制

DNA双链断裂（DNA Double Strand Break，DSB）是极为严重的DNA损伤形式，如未被及时修复它将导致细胞癌变或死亡等严重后果。在脊椎动物中，有两种保守的修复途径被用来处理这些具有毒性的DNA断裂末端，从而确保基因组遗传信息的稳定：非同源末端连接（NHEJ，non-homologous end-joining），以及同源重组（HR，homologous recombination）。

选择何种途径来实现对DSB的修复在细胞中是受到严密调控的，此过程涉及多种因素的影响，诸如细胞周期、表观遗传调控与DNA末端切除机制等等。Shieldin是近期新鉴定出来的具有四个亚基的复合物。它是53BP1的下游效应因子，可直接结合ssDNA末端、抑制DNA末端酶切，进而促进NHEJ修复途径。SHLD3是复合物中最上游的因子，其与REV7组成了Shieldin中的“DSB定位模块”，对于损伤发生后复合物的定位非常关键。但人们对SHLD3如何招募REV7并发挥功能这一过程并不清楚。

中国科学院生物物理研究所周政课题组与美国克利夫兰Lerner Research Institute 的Zihua Gong课题组合作完成的研究论文“Structural basis for shieldin complex subunit 3–mediated recruitment of the checkpoint protein REV7 during DNA double-strand break repair”。该项研究首次详尽了揭露SHLD3蛋白招募REV7的结构基础，对进一步了解细胞的DSB修复通路调控过程具有重要意义。　　

在这项研究中，研究人员解析了SHLD3-REV7复合物的高分辨率晶体结构。结构显示SHLD3的REV7结合结构域（RBD）采用一种“长柄勺”状结构来识别REV7蛋白，并且依据二级结构特性，RBD又可以分为N端和C端两个部分。其中，N端的无规卷曲充当“勺”的柄而C端的α螺旋结构则充当了“勺”的底座。

通过生物化学和生物物理学等多种方法，研究人员证明了 SHLD3-RBD 的 N端和C端两部分对于其与 REV7 的紧密结合是必不可少的。另外，通过表面等离子共振实验，该研究首次从动力学角度揭示了REV7独特的“安全带”结构对于SHLD3的相互作用十分重要，因为这种独特的结构能够延缓 SHLD3-RBD 从REV7上解离的过程，使二者形成的复 合物能够更加稳定的存在。

总的来说，该项研究工作揭示了SHLD3-REV7 异源二聚体间相互作用的分子机制，为深入了解整个 Shieldin 复合物的结构与功能联系奠定了基础。