Azurin是一种来自铜绿假单胞菌的效应蛋白，能够通过多种途径发挥抑癌作用。在本研究中，通过综
中文标题：FLIM-FRET技术助力发掘抑癌蛋白新机制
英文原题：Inhibition of 53BP1-mediated DNA damage repair by a bacterial effector protein
通讯作者：刘 主，华中农业大学
第一作者：谭康宁，华中农业大学
关键词：DNA损伤修复；效应蛋白；荧光寿命成像；荧光共振能量转移；原位蛋白质相互作用
背景介绍
基因组的完整性对于细胞的存活状态和正常生命活动至关重要。DNA双链断裂是一种非常严重的DNA损伤形式，会导致遗传物质改变甚至细胞死亡。53BP1作为支架蛋白，结合在断裂位置附近，进一步招募下游一系列修复因子共同作用，促进非同源末端连接途径，以实现断裂DNA的快速修复。Azurin是一种由铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）产生的抑癌蛋白，近年来在肿瘤抑制方面的作用引起广泛关注。已有的研究报道，Azurin能够通过多种机制抑制肿瘤的生长和转移。然而，Azurin对细胞基因组是否产生影响及作用机制尚不清楚。
研究结果
华中农业大学刘主教授团队报道了Azurin通过靶向53BP1抑制细胞DNA损伤修复的新机制（图1）。研究人员发现Azurin能够抑制DNA损伤应激下53BP1的相分离特性。进一步，运用FLIM-FRET技术，在活细胞原位水平上表征了Azurin与53BP1之间的相互作用，并鉴定到53BP1的BRCT结构域是关键的互作区段。截去BRCT结构域后，Azurin不再与53BP1相互作用，并丧失对53BP1相分离的抑制活性。最后，通过单细胞凝胶电泳检测不同表达条件下细胞DNA的损伤水平，发现Azurin的表达导致细胞DNA损伤增强，进一步证实Azurin抑制DNA损伤修复的功能。
本研究揭示了Azurin抑制53BP1介导的DNA损伤修复的全新功能，进一步丰富了Azurin发挥抗癌作用的机制，为肿瘤治疗提供新的策略。
值得一提的是，本文采用的相位调制FLIM-FRET技术是研究蛋白质相互作用及构象变化的强有力工具。与传统的FRET技术依赖荧光强度的局限性相比，相位调制的FLIM-FRET通过精确测量荧光寿命这一固有的物理参数，显著提升了检测的定量能力和抗干扰能力，使其能够在活细胞及复杂组织中原位追踪蛋白质的相互作用变化与构象动态。该技术能够捕捉纳米尺度下的蛋白质相互作用动力学，弥补了传统方法难以识别的弱相互作用和分子构象变化，为揭示生命活动的分子机制提供了有力的研究手段。
未来方向
一方面将基于肿瘤模型进一步探究Azurin抑制DNA损伤修复的功能，解析生化机制，探索抑癌新靶标与新方法；另一方面，提升FLIM-FRET技术的时间分辨率（分钟级别→秒级别），拓展应用场景（活细胞→组织、植物器官、植株等）。
主要作者简介
刘 主 华中农业大学教授，博士生导师，主持国家自然科学基金青年科学基金项目(B类)、面上项目等，致力于开发和应用整合结构生物学方法，在体外和细胞水平研究蛋白质的构象动态、互作变化、及其执行功能时结构动态变化的生物物理过程。
谭康宁 华中农业大学生物化学与分子专业硕士研究生，研究方向为蛋白质原位相互作用检测技术与机制。
引用本文
Inhibition of 53BP1-mediated DNA damage repair by a bacterial effector protein. Fundamental Research, https://doi.org/10.1016/j.fmre.2025.02.013
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https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2667325825000962
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