DNA作为生物体的主要遗传物质，编码了生物功能和发育的基本指令。因此，高效且准确的DNA复制是地球上生命得以稳定延续的重要基础之一。然而，完成精确无误的DNA复制往往充满了挑战，其中一个重要的挑战就是DNA复制叉在正常前进时会遇到在模版DNA中所存在的各种障碍【1,2】。DNA单链断裂（SSB）是最常见的内源DNA复制叉障碍之一，以其在每个细胞中高达每天10000次的频率，成为基因组维持稳定性和完整性的巨大挑战【3】。Aguilera团队、Ira团队、Walter团队和Nussenzweig团队先前的研究表明，DNA复制机器和位于模版DNA前导链或滞后链上的单链断裂相遇会产生单端（seDSB）和双端（deDSB）DNA双链断裂【4-7】。无法修复此类DNA双链断裂可能会导致基因突变以及复杂的基因组重排活动，进而增加基因组不稳定性，可能会推动癌症和其他遗传疾病的发展。因此，进一步系统性学习细胞如何修复此类由DNA复制产生的双链断裂对于了解细胞如何在基因组复制过程中维持基因组完整性具有重要意义。
在本研究中，研究者利用了不同类型的切口酶，特别是CRISPR-Cas9变体Cas9nD10A和Cas9nH840A,在裂殖酵母中建立了可在模版DNA前导链或滞后链上的特异位点进行切割的DNA单链断裂切割系统。应用此系统，团队首先发现表达两种Cas9n变体的细胞和表达野生型Cas9的细胞均可产生相似水平的双端DNA双链断裂。重要的是，由Cas9n变体所产生的双端双链断裂主要出现于细胞分裂周期中的DNA复制周期（S周期）。这进一步证实了DNA单链断裂可在DNA复制过程中转化为DNA双链断裂。
英国牛津大学生物化学系MatthewWhitby教授为本文的通讯作者。Whitby教授团队的徐瑗琳博士（现为纪念斯隆凯特琳癌症中心博士后研究员）和CarlMorrow博士为论文的共同第一作者。Whitby教授团队的贾粟等其他成员也对本工作有重要贡献。
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参考文献
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