在细胞的微观世界里，DNA 就像一本记录生命遗传信息的珍贵 “宝典”，指导着细胞的各种生命活动。然而，这本 “宝典” 会受到来自内外环境的各种 “攻击”，比如紫外线、化学药物等，导致 DNA 损伤。在肿瘤细胞中，这种情况更为复杂，DNA 损伤频繁发生。为了应对损伤，肿瘤细胞进化出多种修复机制，其中跨损伤 DNA 合成（TLS）通路尤为关键，它能帮助肿瘤细胞绕过 DNA 损伤，维持基因组稳定性和细胞存活，这一过程与 PCNA
K164单泛素化密切相关。但目前，对于 TLS 通路的调控机制仍有许多未知，其中染色质组装因子 1 亚基 A（CHAF1A）在 TLS 通路中的作用尚不明确。
为了揭开这些谜团，汕头大学医学院的研究人员开展了深入研究，相关成果发表在《Cell Death and Disease》杂志上。
研究人员主要运用了免疫共沉淀（CoIP）、染色质分离、DNA 纤维分析等技术方法。通过构建多种细胞系，包括诱导敲低 CHAF1A 的细胞系，转染不同的质粒和 siRNA，对细胞进行各种处理，如紫外线（UV）照射、羟基脲（HU）处理等，然后检测相关蛋白的表达、相互作用以及细胞的各项指标变化。
研究结果如下：
- CHAF1A 增强癌细胞中 PCNAK164单泛素化：研究人员发现，在 KYSE150、KYSE510 和 A549 等癌细胞系中，经 HU、UV 和 cisplatin 处理后，PCNAK164单泛素化水平显著增加，而敲低 CHAF1A 会抑制这一过程，恢复 CHAF1A 表达则能使其回升。在正常细胞系 MRC - 5 和 NE3 中，敲低 CHAF1A 对 UV 诱导的 PCNAK164单泛素化无显著影响。这表明 CHAF1A 可促进癌细胞在 DNA 复制应激时的 PCNAK164单泛素化。
- CHAF1A 促进 TLS 通路并抑制 DNA 损伤：通过 DNA 纤维分析监测复制叉进展，发现敲低 CHAF1A 会降低 UV 损伤或 HU 处理后复制叉的伸长比例和 DNA 复制速率，抑制 Y 家族 TLS 聚合酶向染色质的招募，降低癌细胞在 DNA 复制应激下的存活能力，同时增加 DNA 损伤积累。这说明 CHAF1A 对促进 TLS 通路、维持癌细胞在 DNA 复制应激下的存活和减少 DNA 损伤至关重要。
- CHAF1A 促进 PCNAK164单泛素化不依赖于与 PCNA 的相互作用：研究证实 CHAF1A 通过 PIP2 结构域与 PCNA 相互作用，但 PCNAK164单泛素化的增强并不依赖于这种相互作用。恢复敲低 CHAF1A 细胞中 CHAF1A - WT 和 CHAF1A - ΔPIP2 突变体的表达，均能显著恢复 PCNAK164单泛素化水平。
- CHAF1A 以 RAD18 依赖的方式刺激 PCNA 单泛素化：实验表明，CHAF1A 促进 PCNAK164单泛素化依赖于 RAD18，敲低 RAD18 会抑制 CHAF1A 过表达引起的 PCNA 单泛素化增加。CHAF1A 还能增强 PCNA 与 RAD18 的相互作用，促进 RAD18 在 UV 损伤后向染色质和损伤位点的招募。
- CHAF1A 通过其 C 末端结构域直接与 RAD18 相互作用：免疫共沉淀、PLA 分析和体外 His pull - down 实验证明 CHAF1A 与 RAD18 直接相互作用，且是通过 C 末端结构域。UV 处理后，两者的共定位显著增加。
- CHAF1A 招募 RAD18 到停滞的复制叉，增强 PCNAK164单泛素化：PLA 分析显示，敲低 CHAF1A 显著减少 UV 诱导的 RAD18 向停滞复制叉的招募。体外实验表明，CHAF1A 能增强 RAD18 与模拟停滞复制叉结构的 ssDNA/dsDNA 的结合，且其 C 末端结构域作用显著，RPA 复合物不影响这一过程。体外泛素化实验证实 CHAF1A 可增强 RAD18 诱导的 PCNAK164泛素化。
研究结论和讨论部分指出，该研究发现了 CHAF1A 在 TLS 通路中的新功能，它作为关键调节因子，以 RAD18 依赖且不依赖于与 PCNA 相互作用、不依赖其传统组蛋白组装功能的方式，促进 PCNAK164单泛素化，招募 RAD18 到停滞复制叉，激活 TLS 通路，帮助癌细胞绕过 DNA 损伤，维持基因组稳定性和细胞存活，促进肿瘤进展。并且，CHAF1A 对 TLS 通路的调节具有癌细胞特异性，CHAF1B 在这一过程中作用不明显，表明 CHAF1A 以单体形式发挥调节作用。该研究丰富了人们对 TLS 通路调控机制的认识，为肿瘤治疗提供了潜在的新靶点和理论依据，有望推动肿瘤治疗领域的进一步发展。
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