克氏锥虫线粒体中转录偶联修复机制揭示TcKAP7与CSB蛋白在kDNA损伤应答中的协同作用

本研究针对锥虫科寄生虫独特的单线粒体DNA（kDNA）修复机制难题，通过基因敲除和表型分析，首次揭示TcKAP7蛋白在UV辐射和顺铂诱导的kDNA损伤修复中的关键作用，并发现其与CSB蛋白的潜在互作关系，为理解原始真核生物线粒体DNA修复通路提供新视角。

　　

在生命演化的长河中，锥虫科寄生虫发展出一套令人惊叹的生存策略——它们仅依赖单个线粒体维持全部能量代谢，而其线粒体DNA（kinetoplast DNA，kDNA）更以复杂的网状结构颠覆了传统认知。这种由数千个互锁环状DNA（minicircle和maxicircle）组成的遗传物质，如同精密编织的分子渔网，却面临着紫外线辐射和化疗药物顺铂等持续威胁。尽管已知锥虫拥有独特的kinetoplast相关蛋白（KAPs）家族，但这些蛋白如何守护这份"生命之网"仍是未解之谜。

来自中国的研究团队在《Mitochondrion》发表的研究中，首次绘制出克氏锥虫（Trypanosoma cruzi）线粒体DNA损伤应答的分子地图。通过构建TcKAP7基因突变株，并结合比较生物学方法分析非致病性锥虫Angomonas deanei，研究者发现当kDNA遭遇UV或顺铂攻击时，TcKAP7会与经典的转录偶联修复(TC-NER)关键因子CSB产生协同效应。这一发现不仅解释了为何缺失TcKAP7的寄生虫会像"失去盾牌的武士"般对DNA损伤剂异常敏感，更揭示了原始真核生物中保守的DNA修复通路如何被"重新布线"以适应特殊的细胞器结构。

关键技术方法包括：克氏锥虫Dm28c和CL Brener株的基因编辑、UV/顺铂诱导的DNA损伤模型、基于荧光显微镜的kDNA形态学分析、蛋白质互作预测以及转录活性检测。研究特别关注了与人类致病密切相关的南美锥虫病病原体，同时选用A. deanei作为进化比较模型。

【Cellular strains and culture】
建立包含野生型和突变株的锥虫培养体系，通过细胞计数和活性染色确认TcKAP7缺失不影响基础增殖，为后续损伤实验奠定基础。

【The ablation of TcKAP7 has no discernible effect on morphology cell or survival after genotoxic agent】
序列分析揭示TcKAP7含HMG结构域，敲除后虽未改变寄生虫基础形态，但显著增强对UV和顺铂的敏感性，暗示其特异地参与损伤应答而非结构维持。

【Discussion】
突破性地证实锥虫线粒体存在活跃的损伤修复系统：①TcKAP7通过C端HMG域识别损伤位点；②CSB依赖的TC-NER通路在kDNA中发挥功能；③损伤触发不同于凋亡的细胞死亡路径。这为理解KAPs蛋白功能分化（如TcKAP3冗余而TcKAP7必需）提供实验依据。

该研究重塑了人们对原始真核生物DNA修复的认知：在人类线粒体"放弃修复"的损伤类型（如CPD和顺铂加合物）面前，锥虫却进化出由KAPs介导的"分子急救包"。特别值得注意的是，TcKAP7-CSB的协作模式可能代表古老的修复机制在特殊细胞器中的"创新应用"，为抗锥虫药物开发提供了新靶点——干扰这一系统或可让寄生虫在化疗药物面前"缴械投降"。正如研究者强调的，这项发现为理解真核生物进化中细胞器基因组维持策略的多样性打开了新窗口。