中大新聞網(wǎng)訊（通訊員黃燕）端粒是真核生物染色體末端的特殊結(jié)構(gòu)，由串聯(lián)重復(fù)序列TTAGGG和被稱為“端粒體”的蛋白質(zhì)復(fù)合物構(gòu)成，其主要生物學(xué)功能是阻止線性染色體末端被識(shí)別為雙鏈斷裂及由此誘發(fā)的DNA損傷反應(yīng)，起到保護(hù)基因組穩(wěn)定性的作用。大部分腫瘤細(xì)胞延伸端粒依賴端粒酶，另外有10-15%的腫瘤細(xì)胞通過端粒延伸替代機(jī)制（alternative lengthening of telomere，ALT）延伸端粒。TERRA是從亞端粒區(qū)轉(zhuǎn)錄出的含端粒重復(fù)序列的長鏈非編碼RNA，可入侵到DNA雙鏈中，與模板鏈形成RNA: DNA雜合鏈，稱為R-loop結(jié)構(gòu)。研究表明，R-loop結(jié)構(gòu)可調(diào)控DNA相關(guān)的生物學(xué)過程，包括轉(zhuǎn)錄終止、基因調(diào)控、端粒穩(wěn)態(tài)和 DNA損傷修復(fù)等，R-loop失調(diào)會(huì)造成如DNA損傷、轉(zhuǎn)錄延伸缺陷、染色體重組等基因組不穩(wěn)定因素。其中R-loop結(jié)構(gòu)對于ALT途徑及端粒穩(wěn)態(tài)的調(diào)控至關(guān)重要。因此找到新的端粒R-loop相關(guān)蛋白組分，對于認(rèn)識(shí)端粒結(jié)構(gòu)、理解腫瘤的發(fā)生發(fā)展及開發(fā)靶向型腫瘤藥物都具有非常重要的意義。

2023年11月22日，中山大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院松陽洲課題組在Protein and Cell在線發(fā)表了題為“ILF3 safeguards telomeres from aberrant homologous recombination as a telomeric R-loop reader”的研究論文。本研究利用端粒體蛋白的雙分子熒光互補(bǔ)（bi-molecular fluorescence complementation，BiFC）技術(shù)，結(jié)合RNA: DNA互作蛋白的質(zhì)譜數(shù)據(jù)，篩選鑒定出ILF3是一個(gè)新的端粒R-loop結(jié)合蛋白。通過微量熱泳動(dòng)、免疫共沉淀、免疫熒光等實(shí)驗(yàn)，證明了ILF3作為端粒 R-loop Reader，以RNA依賴的方式定位在端粒上。此外，利用課題組自主開發(fā)的新型快速生物素鄰近標(biāo)記技術(shù)PhastID（已獲國家發(fā)明專利授權(quán)），鑒定出ILF3與DHX9相互作用并阻止了TERRA進(jìn)一步侵入到端粒雙鏈DNA中，從而抑制過多的R-loop的形成。ILF3功能缺失增加了TERRA的轉(zhuǎn)錄，導(dǎo)致R-loop在端粒上積聚，增加了端粒損傷TIFs的水平。端粒脆性和染色體外端粒重復(fù)序列的增加，引起DNA損傷反應(yīng)和端粒結(jié)構(gòu)的異常，激活了同源重組介導(dǎo)的ALT通路，并最終導(dǎo)致了端粒的異常延伸。

研究模型圖

中山大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院為文章第一單位，生命科學(xué)學(xué)院2016級博士研究生王傳樂和黃燕副教授為論文共同第一作者。黃燕副教授及松陽洲教授為共同通訊作者。博士后楊悅，博士研究生李若菲、李影影、吳嘉麗，碩士研究生丘泓欣，時(shí)光副教授，馬文賓教授對本論文做出重要貢獻(xiàn)。本研究受國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)和面上項(xiàng)目資助。

論文鏈接：https://doi.org/10.1093/procel/pwad054