核糖体前RNA在减数分裂前期和DNA损伤反应期间重组细胞核中的DNA损伤修复因子
DNA 双链断裂 (DSB)发生时，DNA 修复因子就会被募集到 DNA 损伤处并通过不同途径修复 DSB。这些 DSB 修复因子有序的加载到 DNA 损伤处并在细胞核中形成类似相分离的凝聚物。当使用电离辐射处理细胞诱导 DSB时，经常会观察到这种现象。因此，这些DSB修复因子形成的凝聚物也被称为电离辐射诱导斑点 (IRIF)。近期关于相分离的研究表明，RNA是无膜核体形成的重要组成部分。尽管已经有一些RNA种类被报道可以调节DSB诱导的斑点形成，但这些RNA在进化过程中都是不保守的，而DNA损伤诱导的斑点形成在进化上极度保守。因此，DNA损伤诱导斑点的主要RNA成分尚待研究。
近日，西湖大学生命科学学院俞晓春团队在Cell Research发表了题为“Preribosomal RNA reorganizes DNA damage repair factors in nucleus during meiotic prophase and DNA damage response ”的研究论文，揭示了核糖体RNA前体是DSB Foci中的主要RNA成份且介导了DSB修复因子的招募。研究团队以小鼠精母细胞XY body为研究模型，首先发现XY body处有高丰度的RNA存在，通过原位杂交及γH2AX抗体介导的RNA-ChIP-seq，初步确定，XY body处的RNA主要是核糖体RNA（rRNA）。经深入研究，研究团队发现XY body中的rRNA主要是核糖体RNA前体（pre-rRNA），且pre-rRNA在减数分裂前期逐步迁移至XY body中。同时，pre-rRNA富集于X和Y染色体未突触轴区域，pre-rRNA相关的非编码RNA及核糖体蛋白也定位于XY body中，这提示pre-rRNA可能参与HR修复。进一步研究发现，pre-rRNA与DSB修复蛋白TopBP1和BRCA1的BRCT 结构域相互作用并介导BRCT重组蛋白与未突触轴区域的杂交。此外，H2AX或MDC1缺失会影响pre-rRNA在XY body中的定位。
该研究通过分析 XY 体和 DSB 斑点中 DSB 修复因子的定位，证明前核糖体 RNA (pre-rRNA) 介导了 DNA 损伤周围 DSB 修复因子的募集。揭示了DSB修复的一种新的分子机制以及pre-rRNA意料之外的新的生物学功能。同时，也暗示了pre-rRNA在染色质生物学领域其他生物学过程（如DNA复制和重组等）中潜在的作用。
参考文献：GAI X, XIN D, WU D, et al. Pre-ribosomal RNA reorganizes DNA damage repair factors in nucleus during meiotic prophase and DNA damage response . Cell Res, 2022, 32(3)：254-68.
DOI:10.1038/s41422-021-00597-4
撰写人：韦健花/常伟