细胞维持高保真DNA复制和修复新机制

高保真的DNA复制与修复对于维持细胞基因组稳定性和正常生理功能至关重要，复制或修复异常会导致基因突变和基因组不稳定，引起细胞发生癌变或死亡。在DNA复制、修复和重组过程中，DNA双链结构都需要被打开，暴露出ssDNA，但ssDNA不稳定，容易被核酸酶降解。在真核生物中，RPA复合物特异性结合并保护ssDNA，消除所形成的二级结构，防止突变，促进DNA复制与修复。RPA-ssDNA形成的复合物是染色质上最常见的关键中间代谢产物之一。近年来的研究发现RPA能够以不同的方式与ssDNA动态结合，但是RPA与ssDNA动态结合的生物学意义以及对于DNA复制和修复的影响仍不清楚。

过去已发表的工作显示酿酒酵母转座子调节蛋白Rtt105与RPA相互作用，促进RPA转运进入细胞核，同时通过调控RPA在复制叉处的结合来促进DNA复制 （Li et al, EMBO J, 2018，北大李晴教授课题组）。本研究主要集中于探索Rtt105在预防基因组突变以及DNA修复中的功能与机制。在该研究中，作者首先发现在Rtt105缺失的细胞中DNA自发突变显著升高。值得关注的是，有25％的突变细胞中出现特征性的微同源介导的大片段DNA缺失(deletion)，6％的突变细胞含有微同源介导的大片段DNA重复(duplication)，并且发现这些事件与重组蛋白Rad59有关。同时，作者发现Rtt105 缺失还导致DNA双链断裂修复方式发生变化，保真性较高的基因转换 (Gene conversion)和损伤诱导复制(Break-induced replication)途径受损，而有害的单链融合(Single-strand annealing)和微同源末端连接 (Micro-homology end joining) 修复比例增加。

进一步，作者发现这些缺陷主要是由RPA在染色质DNA上结合减少所致，而并不是因为RPA核定位发生改变引起的。利用生化和单分子磁镊技术，作者证明了Rtt105与RPA之间的直接相互作用有利于促进RPA在ssDNA上的快速动态结合。随后，作者确定了RPA复合物中与Rtt105相互作用的关键氨基酸位点，并利用此功能分离的点突变菌株证明了Rtt105缺失导致的表型主要是通过调控RPA来实现的。因此，作者得出结论：Rtt105对RPA结合ssDNA的动态调控不仅有利于促进高保真的DNA复制，防止突变，还有利于细胞选择保真性较高的修复方式进行DNA修复。

最后，作者发现人类 RPA 相互作用蛋白 hRIPα（Rtt105 的潜在功能同源蛋白）也能够促进RPA在ssDNA上的组装，暗示了上述调节机制在进化上的保守性。上述研究揭示了真核细胞确保高保真DNA复制和修复的新机制，也为阐明人类疾病中出现的特征性大片段基因组DNA缺失或重复提供了理论解释。