当DNA发生损伤组蛋白γH2AX（红色荧光）聚集在损伤位置，随后招募53BP1（绿色荧光）帮助修复
人体内存在着几万亿个细胞，这些细胞内部一直存在分子的合成，转运和修饰，而在这些过程中难免会发生错误。对于DNA来说断裂的原因有很多种，比如UV照射或染色体受到机械应激。为了保证细胞能够存活并进行适当的复制，机体需要许多机制修复DNA损伤，虽然这个领域的研究已经进行了几十年，但是关于这一基本过程仍有许多未解问题等待科学家们去探究。
近日，来自美国洛克菲勒大学的研究人员在国际学术期刊nature chemical biology上发表了一项最新研究进展，就DNA损伤修复机制进行了进一步研究，揭示了这一过程的一些新信息。
在理想情况下，当DNA链发生断裂，细胞会通过修复机制将其连接到一起继续进行生命活动，但有时损伤修复并不会按理想情况进行，比如染色体的不同区域会融合在一起造成基因重排，进一步导致疾病的发生。为深入了解这一过程，研究人员将研究重点聚焦到一类组蛋白--H2AX上，之前有研究发现这种组蛋白能够参与DNA修复，而研究人员想要对H2AX磷酸化如何介导DNA损伤修复进行进一步研究。
他们将一种光敏化学标签添加到H2AX上，当研究人员利用光束照射这种标签就可以将其激活，激活之后，这一标签就能够与相互作用蛋白进行反应，帮助研究人员捕获并分离与磷酸化H2AX结合的蛋白。利用这种方法研究人员不仅发现了一些能够与H2AX发生强相互作用促进DNA修复的蛋白分子，还找到一些弱结合蛋白。其中一种叫做53BP1的DNA修复蛋白能够与磷酸化H2AX发生结合，这种相互作用可以帮助53BP1到达DNA损伤位点使其能够通过损伤修复机制将断裂的双链连接到一起。
研究人员指出，科学家们发现53BP1已经有很长时间，但一直不清楚其与磷酸化H2AX发生相互作用的功能是什么，这项研究恰好解决了这一谜题，同时也为深入了解DNA损伤修复过程提供了重要信息。
Chemical proteomics reveals a γH2AX-53BP1 interaction in the DNA damage response
Ralph E Kleiner,Priyanka Verma,Kelly R Molloy,Brian T Chait & Tarun M Kapoor
DNA double-strand break repair involves phosphorylation of histone variant H2AX ('γH2AX'), which accumulates in foci at sites of DNA damage. In current models, the recruitment of multiple DNA repair proteins to γH2AX foci depends mainly on recognition of this 'mark' by a single protein, MDC1. However, DNA repair proteins accumulate at γH2AX sites without MDC1, suggesting that other 'readers' of this mark exist. Here, we use a quantitative chemical proteomics approach to profile direct, phospho-selecive γH2AX binders in native proteomes. We identify γH2AX binders, including the DNA repair mediator 53BP1, which we show recognizes γH2AX through its BRCT domains. Furthermore, we investigate the targeting of wild-type 53BP1, or a mutant form deficient inγH2AX binding, to chromosomal breaks resulting from endogenous and exogenous DNA damage. Our results show how direct recognition of γH2AX modulates protein localization at DNA damage sites, and suggest how specific chromatin mark-reader interactions contribute to essential mechanisms ensuring genome stability.