廖泓鈞老師研究室

Nucleostemin 促進 RAD51 保護停滯的 DNA 複製叉

細胞在進行 DNA 複製時，可能受到 DNA 損傷或其他障礙影響，使複製叉行進變慢，甚至停滯，此現象稱為「複製壓力」（replication stress）。如果停滯時間過久，可能造成 DNA 雙股斷裂（double-strand breaks, DSBs）與基因體的不穩定（genome instability）。為了避免這種情況，細胞會將複製叉轉變成較穩定的反向複製叉（reversed fork），但仍需要額外的保護機制，避免新生成的 DNA 被 MRE11 等核酸酶降解。在這篇研究中，我們與台大生化科學研究所冀宏源教授及台大化學系李弘文教授合作，由博士生蔡翔勝（共同第一作者）與洪加泰參與研究，發現 Nucleostemin（NS）是保護停滯複製叉的重要蛋白。當細胞受到複製壓力時，NS 會累積到停滯的複製叉；若降低 NS 的表現，新生成的 DNA 會受到 MRE11 明顯降解，而抑制 MRE11 後則可改善此現象，顯示 NS 具有保護複製叉的功能。進一步研究發現，NS 可以直接結合 DNA，也能與 DNA 修復蛋白 RAD51 直接作用，並幫助 RAD51 聚集到停滯的複製叉。單分子分析進一步顯示，NS 可促進 RAD51 在雙股 DNA 上形成保護性的蛋白結構，兩者共同阻止 MRE11 降解新生 DNA。 本研究揭示 NS 與 RAD51 合作保護停滯複製叉的新機制，有助於了解細胞在複製壓力下如何維持 DNA 與基因體的穩定。

Chih-Chun Chang†, Siang-Sheng Tsai† (蔡翔勝), Chang-Le Chou, Yi-Hsuan Chang, Chia-Tai Hung (洪加泰), Robert YL Tsai, Hung-Wen Li*, Hungjiun Liaw* (廖泓鈞), Peter Chi* (2026) Nucleostemin promotes RAD51 filament assembly on double-stranded DNA to protect stalled replication forks. Nucleic Acids Research 54 (15), gkag773. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/42573072/ (†Joint first authors; *Corresponding authors).