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DNA双链断裂（DNA double-strand breaks, DSBs）是机体内最严重的DNA损伤类型之一。如果双链断裂不能及时修复，则有可能导致DNA片段缺失、插入，染色体重排和易位，造成基因组不稳定，最终诱使细胞发生癌变或死亡。双链断裂修复的机制在进化上比较保守，无论是在酵母还是高等真核生物中，细胞主要通过非同源末端连接（ non-homologous end joining, NHEJ ）和同源重组（homologous recombination, HR）两种方式来修复双链断裂。在DNA双链断裂修复过程中，染色质状态和组蛋白修饰发挥了重要的调控作用，但其具体功能和作用机制仍不完全清楚。
在酿酒酵母中，Bre1蛋白是一个带有RING结构域的E3泛素连接酶，它能与E2泛素结合酶Rad6共同作用单泛素化组蛋白H2B的K123位点。研究发现， Bre1介导的H2B泛素化在DNA复制、转录、减数分裂、着丝粒稳定性、端粒末端加工方面均发挥重要的功能。最近研究发现bre1Δ突变体对于离子辐射敏感，暗示了Bre1蛋白在DNA损伤修复可能发挥重要功能。本文探究了Bre1在DNA双链断裂的同源重组修复中的功能及分子机制，取得的结果如下：
1）与野生型细胞相比，bre1Δ突变体细胞对DNA损伤药物的持续性处理或短暂性处理均表现出显著的敏感性，存活率显著降低。进一步通过异位同源重组实验和基因打靶实验，我们发现BRE1敲除导致DNA双链断裂修复中同源重组效率显著下降。并且，我们发现Bre1是通过泛素化H2B来发挥作用的。相应地， ChIP-qPCR结果显示Bre1 蛋白在DNA双链断裂发生后会被直接募集到损伤末端，刺激局部H2B泛素化水平上升。
2）通过Southern Blot实验我们发现Bre1对两条末端加工通路均有明显的抑制作用。这是因为当BRE1敲除后，H3K79甲基化缺陷，Rad9不能被招募，从而解除了对末端剪切的负调控作用，导致剪切加快。然而在bre1Δ突变体中，HR修复缺陷并不是由于快速剪切导致的。
3）通过ChIP-qPCR实验，我们发现无论是BRE1敲除或是H2B-K123泛素化缺失，均会导致ssDNA结合蛋白RPA复合物和重组酶Rad51在断裂末端募集量的显著下降。另一方面，染色质组分分离实验显示在bre1Δ突变体中，与染色质结合的 Rad51 含量明显降低，而游离的 Rad51 含量却显著上升。同时，通过ChIP-qPCR实验，我们发现bre1Δ突变体中组蛋白H3的移除效率减慢，因而我们推测 Bre1 介导的 H2B 泛素化通过促进组蛋白的移除来影响 Rad51 等修复蛋白的募集。
4）为了验证上述推论，我们在bre1Δ突变体中过表达Rad51蛋白。结果发现Rad51的过表达既可以竞争性抑制组蛋白H3滞留在DNA双链断裂末端，也能够显著回复bre1Δ突变体的HR修复缺陷。此外，我们发现CAC1的敲除能够部分回复bre1Δ突变体的HR修复缺陷，这也暗示了Bre1 在组蛋白移除上有着重要功能。
5） 与此同时，我们也探究了 Bre1 促进组蛋白移除的可能机制。一方面，我们发现了Bre1 促进组蛋白的移除并不是通过促进剪切来完成的。另一方面，我们也揭示了Bre1 并不直接影响INO80、SWR、RSC、Fun30 等染色质重塑复合物募集到 DNA 双链断裂附近。综上所述，我们的实验结果暗示 Bre1 介导的H2B泛素化通过调控DNA断裂位点处的组蛋白动力学来促进同源重组。
在酿酒酵母中，Bre1蛋白是一个带有RING结构域的E3泛素连接酶，它能与E2泛素结合酶Rad6共同作用单泛素化组蛋白H2B的K123位点。研究发现， Bre1介导的H2B泛素化在DNA复制、转录、减数分裂、着丝粒稳定性、端粒末端加工方面均发挥重要的功能。最近研究发现bre1Δ突变体对于离子辐射敏感，暗示了Bre1蛋白在DNA损伤修复可能发挥重要功能。本文探究了Bre1在DNA双链断裂的同源重组修复中的功能及分子机制，取得的结果如下：
1）与野生型细胞相比，bre1Δ突变体细胞对DNA损伤药物的持续性处理或短暂性处理均表现出显著的敏感性，存活率显著降低。进一步通过异位同源重组实验和基因打靶实验，我们发现BRE1敲除导致DNA双链断裂修复中同源重组效率显著下降。并且，我们发现Bre1是通过泛素化H2B来发挥作用的。相应地， ChIP-qPCR结果显示Bre1 蛋白在DNA双链断裂发生后会被直接募集到损伤末端，刺激局部H2B泛素化水平上升。
2）通过Southern Blot实验我们发现Bre1对两条末端加工通路均有明显的抑制作用。这是因为当BRE1敲除后，H3K79甲基化缺陷，Rad9不能被招募，从而解除了对末端剪切的负调控作用，导致剪切加快。然而在bre1Δ突变体中，HR修复缺陷并不是由于快速剪切导致的。
3）通过ChIP-qPCR实验，我们发现无论是BRE1敲除或是H2B-K123泛素化缺失，均会导致ssDNA结合蛋白RPA复合物和重组酶Rad51在断裂末端募集量的显著下降。另一方面，染色质组分分离实验显示在bre1Δ突变体中，与染色质结合的 Rad51 含量明显降低，而游离的 Rad51 含量却显著上升。同时，通过ChIP-qPCR实验，我们发现bre1Δ突变体中组蛋白H3的移除效率减慢，因而我们推测 Bre1 介导的 H2B 泛素化通过促进组蛋白的移除来影响 Rad51 等修复蛋白的募集。
4）为了验证上述推论，我们在bre1Δ突变体中过表达Rad51蛋白。结果发现Rad51的过表达既可以竞争性抑制组蛋白H3滞留在DNA双链断裂末端，也能够显著回复bre1Δ突变体的HR修复缺陷。此外，我们发现CAC1的敲除能够部分回复bre1Δ突变体的HR修复缺陷，这也暗示了Bre1 在组蛋白移除上有着重要功能。
5） 与此同时，我们也探究了 Bre1 促进组蛋白移除的可能机制。一方面，我们发现了Bre1 促进组蛋白的移除并不是通过促进剪切来完成的。另一方面，我们也揭示了Bre1 并不直接影响INO80、SWR、RSC、Fun30 等染色质重塑复合物募集到 DNA 双链断裂附近。综上所述，我们的实验结果暗示 Bre1 介导的H2B泛素化通过调控DNA断裂位点处的组蛋白动力学来促进同源重组。