基因組的穩(wěn)定性直接關(guān)聯(lián)到細(xì)胞是否發(fā)生癌變,。在DNA復(fù)制過程中，如果DNA復(fù)制叉出問題,，將會導(dǎo)致基因組穩(wěn)定性的極度改變,。先前的研究表明S期細(xì)胞周期檢驗點（the intra-S phase checkpoint）是維持DNA復(fù)制叉穩(wěn)定的必需調(diào)控通路。 但是其具體作用機理一直不清楚,。
孔道春課題組利用生物化學(xué)等方法篩選得到了一批S期細(xì)胞周期檢驗點的靶蛋白,。進一步研究發(fā)現(xiàn)其中一個靶蛋白Dna2在維持DNA復(fù)制叉穩(wěn)定中起重要作用。 如果Dna2蛋白缺失或功能變異,，將導(dǎo)致DNA復(fù)制叉倒轉(zhuǎn)并大量積累,。倒轉(zhuǎn)的DNA復(fù)制叉是一種病理結(jié)構(gòu),，會導(dǎo)致DNA復(fù)制叉垮塌或DNA斷裂,，進而引起DNA復(fù)制不能完成或基因組重排。 S期細(xì)胞周期檢驗點ATR-Chk2通路通過直接磷酸化Dna2在第220位的絲氨酸從而穩(wěn)定Dna2與停頓的DNA復(fù)制叉的結(jié)合,，Dna2（a flap endonuclease）利用其能切割長片段單鏈DNA翹起的核酸酶活性來切除停頓的DNA復(fù)制叉中的異常單鏈翹起結(jié)構(gòu),，進而防止復(fù)制叉的倒轉(zhuǎn)以維持復(fù)制叉穩(wěn)定。 這一新通路的發(fā)現(xiàn)解決了一個長期懸而未決的問題,，即S期細(xì)胞周期檢驗點是如何防止復(fù)制叉倒轉(zhuǎn)而穩(wěn)定停頓的DNA復(fù)制叉,，并為DNA復(fù)制叉穩(wěn)定性的機理研究提供了新的方向,，是該領(lǐng)域的重要突破之一。
此項成果于2012年6月8日以“The Intra-S Phase Checkpoint Targets Dna2 to Prevent Stalled Replication Forks from Reversing”為題在Cell發(fā)表,，同期還刊發(fā)了Mong Sing Lai和Marco Foiani博士共同署名的對該成果的簡短評論,。
孔道春實驗室的博士研究生胡家志、申芬芬,、華余和劉陽以及往屆本科畢業(yè)生陳昱霏,、胡以人和張冕均參與該課題研究，其中胡家志為第一作者,；英國Sussex大學(xué)的Antony Carr和Johanne Murray參與該課題的部分合作,；北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院的紀(jì)建國教授和王青松博士參與該課題的質(zhì)譜鑒定部分；中科院生物物理所的孫磊等參與該項目復(fù)制叉倒轉(zhuǎn)的電子顯微鏡鑒定,。本課題得到國家科技部973,、重點實驗室,、985,、國家自然科學(xué)基金委等的資助。（生物谷Bioon.com）
doi:10.1016/j.cell.2012.04.030
PMC:
PMID:
The Intra-S Phase Checkpoint Targets Dna2 to Prevent Stalled Replication Forks from Reversing
Jiazhi Hu, Lei Sun, Fenfen Shen, Yufei Chen, Yu Hua, Yang Liu, Mian Zhang, Yiren Hu, Qingsong Wang, Wei Xu, Fei Sun, Jianguo Ji, Johanne M. Murray, Antony M. Carr, Daochun Kong
When replication forks stall at damaged bases or upon nucleotide depletion, the intra-S phase checkpoint ensures they are stabilized and can restart. In intra-S checkpoint-deficient budding yeast, stalling forks collapse, and ∼10% form pathogenic chicken foot structures, contributing to incomplete replication and cell death (Lopes et al., 2001,Sogo et al., 2002,Tercero and Diffley, 2001). Using fission yeast, we report that the Cds1Chk2 effector kinase targets Dna2 on S220 to regulate, both in vivo and in vitro, Dna2 association with stalled replication forks in chromatin. We demonstrate that Dna2-S220 phosphorylation and the nuclease activity of Dna2 are required to prevent fork reversal. Consistent with this, Dna2 can efficiently cleave obligate precursors of fork regression—regressed leading or lagging strands—on model replication forks. We propose that Dna2 cleavage of regressed nascent strands prevents fork reversal and thus stabilizes stalled forks to maintain genome stability during replication stress
