Nature子刊: SPINDOC结合PARP1以促进PAR化

SPINDOC与组蛋白H3K4me3效应蛋白SPIN1密切相关。为了更好地理解SPINDOC的生物学作用，作者鉴定了它的相互作用蛋白。出乎意料的是，SPINDOC形成了两个相互排斥的蛋白质复合物，一个与SPIN1，另一个与PARP1。SPINDOC的表达与其直接与PARP1相互作用的能力一致，是由DNA损伤诱导的，可能是由KLF4诱导的，并以遵循PARP1的动态方式被招募到DNA损伤中。

在SPINDOC基因敲除细胞中，在没有和存在DNA损伤的情况下，PAR化水平都会降低。SPINDOC/PARP1相互作用促进PARP1从受损DNA中清除，并且还影响PARP1的已知转录靶标的表达。为了解决SPINDOC在PARP1调控中的体内作用，作者培育了SPINDOC基因敲除小鼠，它们是可行的，但比野生型小鼠略小。

图片来源：https://doi.org/10.1038/s41467-021-26588-y

S-pindlin1(Spin1)是一种已知的组蛋白编码效应蛋白，几乎完全由三个Tudor结构域组成。它的第二个都铎结构域读取H3K4me3标记，这是转录激活的典型信号。它还具有通过其第一个都铎结构域识别H3R8me2a和H3K9me3等组合标记的能力，当它们在K3K4me3存在的情况下出现时。作者确定SPINDOC是SPIN1蛋白复合物的稳定成分，这一发现随后得到了独立的验证。

SPINDOC指的是它与SPIN1对接的能力，SPIN1在功能去孤儿之前被称为C11orf84。SPIN1和SPINDOC之间的相互作用表面用一种新的串联捕获亲和纯化方法结合交联质谱来绘制。这项图谱研究确定了SPINDOC和SPIN1之间的大量接触，包括SPIN1的三个Tudor结构域中的每个分子间的交联。然而，最近的结构研究表明，Tudor-3结构域是识别SPINDOC的关键。

为了更好地了解SPINDOC是如何工作的，作者对其进行了标记和纯化。以前的研究都集中在纯化标记的SPIN1复合物上，所以这是一个相互作用的实验。正如预期的那样，作者将SPIN1确定为主要的SPINDOC交互器。作者还鉴定了与聚(ADP-核糖)聚合酶(PARP1)相对应的类似数量的多肽。进一步的分析表明，SPINDOC没有作为连接子将PARP1招募到SPIN1。相反，SPINDOC形成两种不同的蛋白质复合物：一种与SPIN1结合，另一种与PARP1结合。这项研究将集中在对后一种复合体的意义进行表征。

PARP1是白喉毒素样ADP-核糖基转移酶(ARTDS)家族中特征最丰富的成员，共有18个ARTDS。只有PARP-1，PARP-2和PARP-3被DNA链断裂激活，而PARP-1负责DNA链断裂后全球聚合ADP-核糖化(PAR化)合成的~90%。早期的研究表明，PARP-1基因缺陷小鼠对γ辐射和DNA损伤剂高度敏感，从而将PARP-1与dna修复联系起来。

SPINDOC形成两种稳定的蛋白质复合物

图片来源：https://doi.org/10.1038/s41467-021-26588-y

在目前的研究中，作者发现SPINDOC分布在两个不同的蛋白质复合物中，一个含有SPIN1，另一个含有PARP1。DNA损伤后，SPINDOC mRNA和蛋白水平升高。SPINDOC促进PARP1介导的PAR化和下游DDR相关基因的转录。SPINDOC缺陷小鼠比野生型小鼠对电离辐射(IR)更敏感。综上所述，作者的数据表明SPINDOC是PARP1介导的DDR的关键辅助因子。（生物谷 Bioon.com）

参考文献

Fen Yang et al. SPINDOC binds PARP1 to facilitate PARylation. Nat Commun. 2021 Nov 4;12(1):6362. doi: 10.1038/s41467-021-26588-y.