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在 DNA 复制应激研究中，WRN 与 RPA 结合的体内意义不明。研究人员聚焦于此，发现 CK2 磷酸化 WRN 酸性域促进其与 RPA 互作，该互作在复制叉恢复、清除 G4 结构中关键，揭示了基因组稳定维持新机制。
在神秘的细胞世界里，DNA 复制就像一场精密的 “生命蓝图绘制工程”。然而，复制过程中常常会遇到各种 “路障”，比如复制叉的停滞，这可能会导致基因组的不稳定，进而引发一系列健康问题。Werner 综合征（WS）便是一种由于 WRN 蛋白突变引发的罕见遗传疾病，患者的细胞在 DNA 复制时会出现多种异常，这凸显了 WRN 蛋白在维持基因组完整性中的重要性。WRN 蛋白作为人体五种保守的 RECQ 解旋酶之一，在 DNA 复制过程中承担着诸多关键职责，包括避免双链断裂（DSBs）、促进复制叉的正确恢复等。
此前研究发现，WRN 蛋白与复制蛋白 A（RPA）存在相互作用，且 RPA 能增强 WRN 解旋酶的活性。然而，这种相互作用在体内究竟有着怎样的意义，一直是科学界亟待解开的谜题。为了深入探究这一奥秘，来自意大利 Istituto Superiore di Sanità、美国国立老化研究所（NIH）等机构的研究人员展开了一系列深入研究。他们的研究成果发表在《Nature Communications》上，为我们理解 DNA 复制应激反应机制带来了新的曙光。
研究人员运用了多种关键技术方法。在蛋白磷酸化位点鉴定方面，使用质谱分析技术确定 WRN 酸性域的磷酸化位点；通过免疫沉淀和蛋白质印迹分析，研究蛋白之间的相互作用；借助 DNA 纤维分析，评估复制叉的恢复情况；利用免疫荧光和原位邻近连接分析（PLA），观察相关蛋白和 DNA 结构的定位与变化。
研究结果如下：
- WRN 酸性域的磷酸化：研究发现，WRN 酸性域存在多个被酪蛋白激酶 2（CK2）靶向的磷酸化位点。体外和细胞实验表明，CK2 能在多个位点磷酸化 WRN 酸性域，且在应对复制应激时，CK2 而非之前认为的 DNA 依赖蛋白激酶（DNA-PK），是负责其磷酸化的主要激酶。
- 磷酸化驱动 WRN 与 RPA 的结合：CK2 依赖的磷酸化对 WRN 与 RPA 的结合至关重要。体外实验中，CK2 磷酸化能显著增加 WRN 与 RPA 的结合；细胞实验显示，抑制 CK2 磷酸化会减少两者结合，且这种结合对 WRN 招募至染色质化 DNA 并非必需。
- WRN-RPA 结合对复制叉恢复的影响：通过研究无法磷酸化且 RPA 结合缺陷的 WRN 6A 突变体，发现 WRN 与 RPA 的结合在复制叉恢复过程中起着关键作用。缺乏该结合会导致细胞积累亲代单链 DNA（ssDNA）间隙，影响复制叉的重启和恢复。
- 对 G4-DNA 清除的作用：WRN 与 RPA 的结合以及 WRN 的解旋酶活性共同促进 G4-DNA 的清除。抑制 WRN 解旋酶活性或破坏其与 RPA 的结合，都会导致 G4 结构在细胞内积累，不过延长恢复时间后，G4 结构最终可被清除。
- 相关蛋白和通路的作用：在缺乏 WRN-RPA 结合时，MRE11 和 MUS81 参与清除未解决的 G4 结构，过程中会形成 DSBs，而 RAD51 则负责修复这些 DSBs，对维持基因组稳定性至关重要。
研究结论和讨论部分指出，该研究明确了 RPA 与 WRN 的结合在应对复制应激的复制叉中起着独特作用，这种作用依赖于 WRN 的磷酸化修饰。研究还发现，虽然在体外实验中，一些突变对 WRN 解旋酶活性影响不大，但在细胞内，破坏 WRN 与 RPA 的结合或抑制其解旋酶活性，都会导致 G4 结构积累，影响复制叉的正常进程。此外，研究还揭示了不同蛋白和通路在这一过程中的相互作用，为理解基因组稳定性维持机制提供了新视角。这一研究成果不仅有助于我们深入了解 DNA 复制应激反应的分子机制，还为相关疾病的治疗和干预提供了潜在的靶点和理论依据 ，在生命科学和医学领域具有重要的意义。
