DNA双链断裂(double strand break,DSB)是极为严重的DNA损伤形式。如果不对其进行修复或修复错误及修复不及时,可导致基因组突变和更大范围的结构重排,引起细胞癌变或者基因组不稳定性相关疾病等。
HDAC6是一种广泛表达的HDAC Ⅱb家族的组蛋白去乙酰化酶。据报道,HDAC6可作为去乙酰化酶和泛素酶参与DNA损伤中的错配修复(MMR)及核苷酸切除修复(NER)两种途径。然而,HDAC6是否参与DSB修复尚不清楚。RNF168作为一种经典的E3泛素连接酶参与调节多种泛素信号通路,RNF168催化的H2A/H2AX泛素化是DSB损伤修复中的关键步骤,其可作为平台参与下游修复因子的招募。任何调节RNF168-H2A/H2AX泛素化状态的因素,都可能影响DSB修复效率。因此,阐述其他潜在的精确调控RNF168-H2A/H2X信号轴的分子,对于了解基因组稳定性调控具有重要意义。
文章首先发现HDAC6同时参与DSB损伤修复中的同源重组(HR)和非同源末端链接(NHEJ)修复途径。通过进一步的机制探索,作者发现在生理条件下,HDAC6能够直接与组蛋白H2A/H2A.X结合,阻止H2A/H2A.X与E3连接酶RNF168的相互作用,进而抑制H2A.X的过度泛素化修饰。当细胞内发生DSB时,RNF168被大量招募,并迅速泛素化HDAC6的赖氨酸116位点,介导HDAC6的蛋白酶体降解,该过程进一步促进了 RNF168与H2A/H2A.X之间的相互作用。随后RNF168催化H2A/H2A.X的泛素修饰,促使DSB修复因子(包括53BP1和BRCA1)向受损染色质募集,从而精准调控DNA双链断裂修复。
图1:模式图