TRIP12通过调控DNA聚合酶β的泛素化在DNA损伤应答与修复中的关键作用

本研究揭示了E3泛素连接酶TRIP12通过特异性泛素化DNA聚合酶β(Polβ)，调控其在碱基切除修复(BER)和双链断裂(DSB)修复中的动态平衡。研究人员发现TRIP12与Polβ形成修复复合体，促进Polβ的染色质定位和辐射诱导的病灶形成，同时抑制53BP1介导的DSB修复信号。该发现为理解复杂DNA损伤位点的修复路径选择提供了新机制，对肿瘤放疗敏感性调控具有重要启示。

　　

基因组稳定性维护面临的核心挑战是如何协调不同DNA修复通路应对复杂损伤。当电离辐射等诱因产生相邻的碱基损伤和双链断裂时，传统的修复路径选择机制往往失效。这种"修复交通堵塞"现象导致修复效率低下甚至产生二次损伤，但其中的调控枢纽长期未被阐明。荷兰癌症研究所、美国南阿拉巴马大学等机构的研究团队在《Nucleic Acids Research》发表的研究，首次发现E3泛素连接酶TRIP12通过调控DNA聚合酶β(Polβ)的泛素化，在修复路径协调中发挥"交通警察"的关键作用。

研究采用差异质谱(dMS)技术鉴定Polβ相互作用蛋白，结合免疫共沉淀(IP)和体外泛素化实验验证TRIP12的E3连接酶活性。通过构建Polβ泛素化位点突变体(K206A/K244A)和TRIP12敲低细胞模型，采用激光显微辐照、CometChip彗星实验、克隆形成实验等技术，系统评估了TRIP12-Polβ轴在DNA损伤应答中的功能。

【TRIP12作为BER蛋白Polβ的新伙伴】通过分离功能突变体Polβ(TM)的差异互作组分析，发现TRIP12优先与XRCC1游离的Polβ复合体(BER Complex B)结合。质谱定量显示TRIP12与Polβ(TM)的结合强度比野生型高5倍，结构域定位表明TRIP12的底物结合域(SB)与Polβ C端相互作用。

【TRIP12泛素化Polβ并靶向其降解】独创的"on-bead"泛素化实验证明TRIP12能使Polβ发生单/多聚泛素化修饰，该过程依赖HECT结构域活性位点C2007。细胞实验显示TRIP12缺失使Polβ(TM)稳定性提高3倍，而K206/244突变体能抵抗TRIP12介导的降解，证实这两个位点是关键泛素化靶点。

【TRIP12对BER过程的影响】虽然TRIP12缺失使染色质结合态Polβ减少40%，但激光损伤诱导的Polβ招募不受影响。H₂O₂处理后的氧化损伤修复效率和细胞存活率在TRIP12敲除组与对照组无差异，提示TRIP12并非经典BER的核心要素。

【TRIP12促进辐射后的Polβ参与】10 Gy辐照诱导Polβ形成持久性病灶(5h时增加3.1倍)，其中80%与XRCC1共定位，但仅15%与γH2AX共定位。TRIP12敲除使辐射诱导的大病灶(>8像素)减少70%，证实其特异调控辐射响应性招募。值得注意的是，顺铂诱导的小病灶不受TRIP12影响，显示损伤类型特异性。

【Polβ水平在辐射响应中的作用】过表达Polβ使辐射后24h残留γH2AX病灶增加2倍，克隆存活率降低40%，表型与XRCC1缺失相当。而TRIP12敲除或Polβ(DM)突变均可逆转这种辐射敏感，证明TRIP12-Polβ调控轴的病理意义。

【TRIP12及其泛素化活性影响辐射损伤修复】TRIP12缺失使Polβ过表达细胞的残留DSB减少50%，存活率恢复至对照水平。Polβ(DM)突变体在辐射后几乎不形成病灶，且不引起53BP1信号异常，表明泛素化修饰直接调控修复路径选择。共聚焦分析揭示TRIP12抑制Polβ与53BP1的核共定位(降低60%)，但不影响其与PARP1的相互作用。

该研究建立了TRIP12-Polβ调控轴的全新模型：在复杂损伤位点，TRIP12通过双重机制协调修复——一方面泛素化Polβ促进其优先参与BER，另一方面抑制RNF168/53BP1介导的DSB修复信号扩散。这种"修复序列控制"机制既能防止碱基损伤错误处理导致DSB，又可避免DSB修复受相邻BER损伤干扰。研究为理解放疗敏感性差异提供了分子基础，TRIP12-Polβ通路可能成为新型放射增敏靶点。由于Polβ在肿瘤中常异常高表达，靶向TRIP12的E3连接酶活性或可成为改善放疗疗效的新策略。