2014年10月23日,美国哈佛大学医学院教授和霍华德休斯医学研究所研究员Johannes Walter博士应北京生命科学研究院邀请做了题为“Mechanisms of vertebrate DNA replication and repair”的学术报告,此报告为北京生命科学研究院精品讲座系列报告之一。
Walter教授1995年获美国耶鲁大学分子生物物理与生物化学专业博士学位,现任美国哈佛大学生物化学与分子药理学系教授,2008年当选美国科学促进会(AAAS)成员,2013年开始任美国霍华德修斯医学研究所研究员。他一直致力于DNA复制和损伤修复机制及细胞周期/分裂的研究。他创建了非洲爪蟾(Xenopus)卵的无细胞体外复制体系,用于研究细胞周期中DNA复制分子机理及机体如何对损伤的DNA部位进行复制修复,并致力于在单分子水平上研究DNA的复制和修复机制。他曾获得“the Burroughs Wellcome Career Award in the Biomedical Sciences”,“William F. Milton Award”,“Giovanni-Armenise Foundation Award”,“Smith Family Award for Excellence in Biomedical Research”和“Harvard Medical School Graduate Teaching Award”等奖项,并担任eLIFE和Genes & Development等学术期刊的编委。
本次报告中,Walter教授主要介绍了在DNA复制过程中由于环境胁迫所导致产生DNA-Protein Crosslinks (DPCs)的分子机理,以及修复DPCs损伤的机制。DPCs的产生对DNA的复制和转录起到抑制作用,并干扰基因组的完整性,对人类的健康具有严重的威胁。Walter教授利用非洲爪蟾的卵进行研究发现,DPCs的清除与DNA复制过程密切相关。在当DPCs在DNA复制过程中的前导链时,DNA复制复合体遇到DPCs时CMG解旋酶暂停工作,并引发DPCs被降解成小的肽段连接在DNA上,此时CMG解旋酶跨过此障碍物继续解旋,当新生的前导链碰到DPCs肽段时合成暂停。后随链的复制继续进行并跨过DPCs损伤的位置,然后前导链在聚合酶ζ的帮助下以切除修复的方式跨过DPCs肽段与DNA连接体。当DPCs位于DNA复制过程中的后随链时,复制体遇到DPCs时复制过程会短暂暂停,同样DPCs被降解成肽段,然后在聚合酶ζ帮助下冈崎片段跨过障碍物继续复制,通过切除修复的方式补平后随链。此研究为因DNA复制紊乱引发疾病的药物研发治疗提供了理论依据。报告结束后,许多老师和同学就有关问题与Walter教授进行了进一步的互动交流,对该领域有了进一步的认识,拓宽了科研视野。
Johannes Walter教授在报告中