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BRCA1是主要的家族乳腺癌肿瘤抑制因素。我们早日表明，BRCA1与BRCA2和同源重组（HR）修复蛋白质RAD51共定位，并提出了有缺陷的HR修复途径可以是家族乳腺癌发展的潜在机制。我们一直在研究BRCA1的生物学功能及其在DNA损伤检查点控制和DNA修复中的精确作用多年。BRCA1具有若干保守结构域，包括BRCA1 C末端（BRCT）和N末端真正有趣的新基因（环）结构域，其后者具有E3泛素连接酶活性。我们的主要贡献是a）发现BRCT结构域是磷蛋白结合结构域，并进一步证明BRCA1如何通过这种磷酸化依赖性相互作用B）观察BRCA1的环状域功能的若干结合伙伴的缔合物和功能如何靶向其底物进行降解，而是促进DNA损伤位点的蛋白质定位和功能，c）机械地阐明BRCA1如何募集到DNA损伤位点，D）揭示PALB2介导BRCA1和BRCA2之间的相互作用和功能在人力资源修复。由于Palb2，如BRCA1，在家族乳腺癌患者中突变，因此这些数据进一步证实了HR修复在乳腺癌抑制中的意义。BRCA1的这种结构和功能知识对于了解乳腺癌患者遗传突变和临床遗传咨询的基因突变的影响和意义至关重要。这些发现还对DNA损伤信号传导的领域产生了重大影响，以及涉及细胞周期调节，复制和检查点控制的许多其他蛋白质也包含BRCT结构域。 Moreover, the signaling pathway that recruits BRCA1 and the concept of degradation-independent functions of E3 ligase and ubiquitin as signaling moieties have foremost influence on studies of DNA damage response (DDR). We are now further investigating the biochemical activities of BRCA1, PALB2, and BRCA2 and attempting to mechanistically determine how these tumor suppressors act at different steps of HR repair. Moreover, we discovered several novel DDR-binding proteins. We will further investigate how these proteins participate in HR repair, genome maintenance, and tumor suppression in humans.

除了BRCA1及其在同源重组中的作用外，我们还研究了许多其他的DNA损伤反应和DNA修复途径，包括辐射诱导的DNA双链断裂修复途径、复制应激途径和损伤旁路、范可尼贫血途径和链间交联修复。Spartan/C1orf124/DVC1和DNA-蛋白交联修复，以及最近DNA损伤反应在先天免疫中的作用。

我们采用了几种蛋白质组学方法来研究DNA损伤修复途径以及肿瘤抑制和致癌途径。我们开发了一种新颖的串联亲和力纯化议定书，这极大地促进了从人细胞中分离蛋白质复合物的能力。多年来，我们利用这种新的串联亲和净化，与质谱（TAP-MS）方法相结合，用于研究DNA损伤反应和肿瘤发生。例如，我们使用该方法成功识别五个亚基复合体，它由RAP80，CCDC98，BRCC45，BRCC36和Merit40组成，作为BRCA1相关蛋白。此外，我们鉴定了先前没有表征的核酸酶KiaA1018，现在被命名为FAN1（FANCONI贫血相关的核酸酶1），其与单遍染性的FANCD2通过并参与DNA修复响应于Cisplatin和MMC的化学治疗剂。我们还使用这种TAP-MS方法来进行几种信号通路的蛋白质组学研究，例如具有32个组分的河马/ YAP途径。我们在MCF10A和HEK293T细胞中完成了CDK系列（25个CDK）的研究，这使我们能够在这两个细胞系中识别普通和特定的CDK合作伙伴。此外，我们进行了56例人转录因子的蛋白质组学分析，并证明了转录因子在染色质中形成了不同的蛋白质复合物，这对于这些转录因子的调节和功能很重要。最近，我们完成了对不匹配修复蛋白副术的研究和蛋白质磷酸酶椎间膜的另一个研究。所有这些结果都证明了我们的TAP-MS方法的成功。 Additionally, we have also adopted other technologies, such as BioID and APEX, which allow us to capture transient protein-protein interactions. Importantly, we developed a new bioinformatics algorithm and improved our ability to both identify and rank high-confidence interacting proteins (HCIPs), which enabled us to prioritize these HCIPs for further functional validation.

最近，我们正在使用SILAC(细胞培养中氨基酸的稳定同位素标记)、ITRAQ(相对和绝对定量的同位素标记;后标记法，即蛋白经胰蛋白酶消化后标记肽)和无标记质谱定量分析。这些质谱定量分析可用于解决许多生物学问题。例如，我们正在研究DNA损伤反应的动力学，通过确定DNA损伤反应网络在应对各种DNA损伤和/或化疗药物(包括HU、辐射、拓扑异构酶毒素、顺铂和PARP抑制剂)治疗时的变化。此外，我们正在利用蛋白质图谱和泛素化蛋白质组来鉴定参与DNA损伤反应、肿瘤抑制和致癌途径的去泛素化酶和E3泛素连接酶的关键底物。此外，我们还在研究磷蛋白组，以研究关键的癌症相关信号通路和对靶向治疗的反应。这些研究将揭示与这些癌症相关的途径和治疗相关的新成分和规则。

我们正在使用基于CRISPR/ cas9的基因编辑方法来研究DNA损伤信号和其他癌症相关信号通路的功能冗余。此外，我们正在进行全基因组sgRNA筛选，以发现基因-基因和基因-药物的相互作用。

我们开始使用基于CRISPR / CAS9的基因编辑方法产生特定DNA修复基因的kO的中源性人体细胞系的面板。该列表包括HR，NHEJ，FA，NER，MMR，BER和TLS途径的基因。此外，我们创建了一种定制的DDR SGRNA库，用于系统地确定不同修复基因和途径之间的遗传相互作用。此外，我们正在进行无偏见的全基因组SGRNA筛网，以发现遗传交替，其将敏化这些修复缺陷细胞（即基因基因相互作用）或朝向给定的癌症治疗（即基因 - 药物相互作用）。这些屏幕是并且将在两到三个独立的细胞系中进行，以减少不同细胞系遗传变异的贡献。这些基因组的SGRNA筛网与Traver Hart博士，实验生物学家和生物信息学专家合作进行，他是生物医学和计算信息学系，MD Anderson Cancer Center系的教师。HART博士已经设计了，进行了类似的屏幕，以识别多种细胞系中的健身基因。此外，他进一步开发了用于鉴定负选择屏幕中的适应性基因的最先进的算法。此外，他的实验室还具有广泛的经验，在识别不同背景（例如不同细胞系或中源性敲除）和不同的环境条件（例如+/-药物暴露）中的具有可变敲除表型的基因。他的经验和专业知识对于这些全基因组SGRNA筛查研究的成功至关重要。 We anticipate that the close collaboration with Dr. Hart and the integrative analysis methods employed will redefine the state of the art for identifying novel targets for cancer treatment. We have successfully completed several of these screens and are geared up to perform additional gene-gene and gene-drug interaction screens. In addition, we will start in vivo screens using syngeneic mouse models.