摘要： DNA-蛋白质共价交联（DNA-protein crosslinkings，DPCs）可由甲醛、紫外线以及特异性共价交联DNA甲基转移酶（DNMT1）的化疗药物5-Aza-2’-deoxycytidine等多种因素诱发，严重威胁基因组完整性和遗传稳定性。虽然经典的DPC修复通路，尤其是DNA复制叉遭遇DPC时的修复执行和激活机制已被揭示，但是DPC发生在高转录区域与转录发生冲突时的修复机制目前并不完全清楚。2024年4月10日， Nature Cell Biology以“背靠背”形式同一期在线发表了3篇研究论文，分别是德国慕尼黑大学Julian Stingele和英国剑桥大学Stephen P. Jackson团队合作的文章“Transcription-coupled repair of DNA-protein cross-links depends on CSA and CSB”（doi:10.1038/s41556-024-01391-1）、日本名古屋大学Tomoo Ogi团队文章“Endogenous aldehyde-induced DNA-protein crosslinks are resolved by transcription-coupled repair”（doi:10.1038/s41556-024-01401-2）以及荷兰伊拉斯莫大学Jurgen A. Marteijin团队的文章“Transcription-coupled DNA-protein crosslink repair by CSB and CRL4CSA-mediated degradation”（doi:10.1038/s41556-024-01394-y）。3个研究团队通过CRISPR基因敲除筛选、蛋白组学、DPC测序等手段，在多种DPC细胞模型中独立鉴定并表征了负责解决转录偶联DPC（transcription-coupled nucleotide excision，TC-DPC）问题的新的修复因子——CSB(也叫ERCC6)、CSA（也叫ERCC8，为E3泛素连接酶蛋白复合体CRL4的关键单体）。经典DPC的修复由特异性金属蛋白酶SPRTN、SUMO修饰（SUMOylation）以及随后的SUMO修饰依赖性的多聚泛素化降解DPC蛋白来实现。研究者们利用甲醛建立TC-DPC模型，发现DPC会严重抑制转录活性，且不依赖于经典的核苷酸切除修复通路（NER）核心蛋白UVSSA和剪切复合体XPA，也不依赖于蛋白酶SPRTN。通过CRIPSR遗传学筛选、生化方法，3个团队都独立找到了CSB和CSA两个修复因子。在转录偶联的核苷酸切除修复发生（TC-NER）过程中，CSB负责结合损伤位点上停滞的RNA聚合酶II，招募E3泛素化酶复合体CRL4CSA，随后CRL4CSA对DPC进行泛素化修饰，并促进由VPS/p97介导的DPC交联蛋白的降解。TFIIS则负责降解DPC损伤部位未完成转录的mRNA。CSB和CSA缺失的细胞在发生DPC后不能修复，亦不能重启转录，表现为对甲醛高度敏感。人类群体中CSB、CSA这两个基因中的遗传突变会导致Cockayne综合征，CSB和CSA在TC-DPC中重要功能的揭示可以帮助更好理解Cockayne综合征的细胞病因。另外，CSB、CSA和其他 NER经典因子在应对不同DPC修复任务时具有功能特异性，细胞是如何选择DNA修复方式和并进行特异性调控的，是该方向未来需要解决的科学问题。