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　　近日，中國(guó)科學(xué)院昆明動(dòng)物研究所鄭萍課題組在多能干細(xì)胞遺傳物質(zhì)穩(wěn)定性調(diào)控研究中取得進(jìn)展，相關(guān)研究成果以Mouse embryonic stem cells have increased capacity for replication fork restart driven by the specific Filia-Floped protein complex為題，在線發(fā)表在Cell Research上。該工作首次揭示了多能干細(xì)胞以獨(dú)特的機(jī)制高效處理DNA復(fù)制壓力，從而在快速分裂中有效維持遺傳物質(zhì)穩(wěn)定性。

　　干細(xì)胞在再生醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用前景巨大，遺傳物質(zhì)穩(wěn)定是其安全應(yīng)用的前提。和分化細(xì)胞相比，干細(xì)胞的細(xì)胞周期短，DNA復(fù)制頻繁，且細(xì)胞周期中G1期十分短暫，并缺乏G1細(xì)胞周期檢查點(diǎn)，這些特征使干細(xì)胞在DNA復(fù)制中面臨巨大的復(fù)制壓力。復(fù)制壓力是內(nèi)源性DNA損傷和基因組不穩(wěn)定的主要來(lái)源，有效處理復(fù)制壓力是細(xì)胞維持遺傳物質(zhì)穩(wěn)定性的重要途徑。目前，干細(xì)胞如何有效處理復(fù)制壓力尚不清楚。

　　鄭萍課題組研究了多能干細(xì)胞對(duì)DNA復(fù)制壓力的處理能力及分子機(jī)制。通過(guò)系統(tǒng)比較小鼠胚胎干細(xì)胞和不同類(lèi)型的快速分裂的分化細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)多能干細(xì)胞具有高效的復(fù)制壓力處理能力，能有效重啟受阻復(fù)制叉，并找到了調(diào)控復(fù)制叉高效重啟的干細(xì)胞特有的蛋白復(fù)合體Filia-Floped，闡述了其作用機(jī)制。具體講，F(xiàn)ilia和Floped形成蛋白復(fù)合體，常態(tài)性結(jié)合在復(fù)制叉上。當(dāng)復(fù)制叉受阻時(shí)，F(xiàn)ilia-Floped蛋白復(fù)合物大量聚集到受阻復(fù)制叉上，并在蛋白激酶ATR（調(diào)控復(fù)制壓力反應(yīng)的核心激酶）的調(diào)控下，F(xiàn)ilia的第151位絲氨酸發(fā)生磷酸化，使Filia-Floped復(fù)合體形成有功能的腳手架。該腳手架進(jìn)而通過(guò)兩條獨(dú)立的途徑高效調(diào)控復(fù)制叉重啟。一方面，腳手架蛋白招募E3泛素化酶Trim25到受阻復(fù)制叉上，Trim25通過(guò)催化其底物Blm（促進(jìn)復(fù)制叉重啟的關(guān)鍵解旋酶）發(fā)生泛素化修飾，從而招募大量的Blm到受阻復(fù)制叉上調(diào)控復(fù)制叉重啟；另一方面，腳手架蛋白能通過(guò)未知機(jī)制高效激活A(yù)TR激酶活性調(diào)控復(fù)制叉重啟（如圖）。因此，多能干細(xì)胞通過(guò)在復(fù)制叉上增添Filia-Floped腳手架，它以類(lèi)似海綿的作用，迅速富集大量的復(fù)制叉維護(hù)和修復(fù)因子到受阻復(fù)制叉上，從而高效維持復(fù)制叉穩(wěn)定和重啟。

　　研究工作得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃干細(xì)胞及轉(zhuǎn)化研究專(zhuān)項(xiàng)等的資助。

復(fù)制叉上Filia-Floped蛋白復(fù)合體的作用模式圖