近日，深圳大學醫學部朱衛國教授團隊在國際知名期刊Nucleic Acids Research (核酸研究)上在線以突破性文章(Breakthrough article)發表了題為“GLP-catalyzed H4K16me1 promotes 53BP1 recruitment to permit DNA damage repair and cell survival”(doi: 10.1093/nar/gkz897)的文章。該研究首次闡述了組蛋白H4新位點的甲基化修飾在DNA損傷修復中的重要作用。該研究提出組蛋白甲基轉移酶GLP在DNA損傷應答過程中催化H4賴氨酸16位單甲基化，促進DNA損傷修復中重要蛋白53BP1的招募和非同源末端連接修復。該研究豐富了組蛋白修飾調控DNA損傷修復的內容，為腫瘤治療提供了新的思路。 

組蛋白是細胞染色質的重要組成成分。組蛋白包含核心組蛋白H2A，H2B，H3和H4，以及連接組蛋白H1。組蛋白修飾是經典表觀遺傳學的一個重要組成部分，它在細胞的生命過程中發揮著重要的生物學功能調控作用。作為和核心組蛋白之一，組蛋白H4修飾可以調控例如基因表達、染色質結構、DNA損傷修復應答等一系列生物學過程。在之前的研究中，組蛋白H4賴氨酸16位的乙酰化（H4K16ac）和賴氨酸20位的二甲基化（H4K20me2）都被報道是參與DNA損傷修復的重要組蛋白修飾。在DNA損傷修復重要蛋白53BP1的招募中，H4K16ac可以抑制H4K20me2對53BP1的招募，在DNA修復通路選擇中發揮重要作用。最近研究表明H4K16ac在DNA損傷修復中動態變化，提示H4K16位點有可能有新的修飾種類在DNA損傷修復中發揮作用。

該研究針對H4K16位點是否有甲基化修飾參與DNA損傷修復展開研究。通過開發H4K16特異性甲基化抗體，利用電離輻射和DNA損傷誘導藥物鑒定出參與DNA損傷修復的新修飾H4K16單甲基化（H4K16me1）。進一步的，該團隊通過利用分子生物學和細胞生物學研究方法，鑒定出了體內體外可以催化H4K16me1的組蛋白甲基轉移酶GLP。DNA損傷應答中，GLP被快速招募到DNA損傷位點，催化組蛋白H4K16me1。研究表明GLP和H4K16me1對DNA修復重要蛋白53BP1的招募起重要作用。和H4K16ac功能相反，H4K16me1可以和H4K20me2協同作用，共同促進53BP1的招募。此外，該研究還發現了組蛋白甲基轉移酶GLP獨立于和G9a的招募，以及發現重要蛋白激酶ATM參與了DNA損傷修復中GLP的招募和H4K16me1的建立。

本文通訊作者朱衛國教授是深圳大學醫學部特聘教授。該論文主要由朱衛國教授課題組博后陸小鵬和畢業博士生湯明完成，二人并列第一作者。該研究依托深圳大學醫學部和北京大學醫學部的研究平臺，獲得了國家重點研發計劃、國家基金委、廣東省重點實驗室和深圳市科創委、發改委的資助。

https://academic.oup.com/nar/advance-article/doi/10.1093/nar/gkz897/5586835?guestAccessKey=5a454ec7-3e64-4831-ba97-c840e011d54c