2019年12月24日，Cancer Research在線發(fā)表北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院鄭曉峰教授研究組鑒定了一個(gè)在DNA損傷應(yīng)答中發(fā)揮作用的新的去泛素化酶USP38。

       研究發(fā)現(xiàn)USP38通過去除去乙酰化酶HDAC1的泛素化修飾來抑制HDAC1的去乙酰化酶活性，進(jìn)而調(diào)控DNA雙鏈斷裂主要修復(fù)途徑之一的非同源末端連接修復(fù)（NHEJ）的修復(fù)效率，在細(xì)胞基因組穩(wěn)定性維持中發(fā)揮重要作用。該研究揭示了去泛素化酶參與調(diào)控DNA損傷調(diào)控的新機(jī)制。
       DNA損傷修復(fù)通路（DNA damage response pathway，DDR）在維持細(xì)胞基因組穩(wěn)定性中發(fā)揮重要作用。DNA損傷修復(fù)受到泛素化等蛋白質(zhì)翻譯后修飾的嚴(yán)格而精細(xì)的調(diào)控，其中，去泛素化酶通過兩種主要方式參與到DNA損傷修復(fù)過程中：直接作用到損傷位點(diǎn)或者調(diào)控DNA損傷應(yīng)答關(guān)鍵的因子。鑒于DNA損傷應(yīng)答調(diào)控的復(fù)雜性，鑒定新的參與到DNA損傷修復(fù)中的去泛素化酶，闡明其發(fā)揮作用的機(jī)制，有助于我們深入了解DDR修復(fù)的分子機(jī)制。
       該研究通過激光微輻射和中彗星實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，去泛素化酶USP38能夠被募集到DNA損傷位點(diǎn)，在細(xì)胞基因組穩(wěn)定性的調(diào)控中至關(guān)重要。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，USP38可以去除去乙酰化酶HDAC1的K63位連接的多聚泛素化修飾，進(jìn)而上調(diào)HDAC1的去乙酰化酶活性，去除H3K56的乙酰化修飾，提高NHEJ的修復(fù)效率。
       研究結(jié)果表明，USP38在大多數(shù)種類腫瘤中具有低表達(dá)的現(xiàn)象。在腎癌細(xì)胞系和小鼠中，USP38的缺失都會(huì)導(dǎo)致基因組的不穩(wěn)定性，并且導(dǎo)致細(xì)胞和小鼠對于DNA損傷刺激更為敏感。與野生型小鼠的高存活相反，USP38-/-小鼠在IR照射后20天內(nèi)全部死亡，進(jìn)一步證明USP38對于維持細(xì)胞的損傷修復(fù)效率和基因組穩(wěn)定性是至關(guān)重要的。
       這項(xiàng)研究揭示了去泛素化酶USP38參與DNA損傷應(yīng)答的機(jī)制，進(jìn)一步明確了泛素化修飾和乙酰化修飾之間的作用關(guān)系，闡明了USP38在維持基因組穩(wěn)定性和調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞對于放化療敏感性的機(jī)制。