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BRCA1基因是主要的家族性乳腺癌肿瘤抑制。我们显示早期BRCA1 associates和硝唑BRCA2和同源重组(人力资源)修复蛋白质RAD51,从而提出人力资源缺陷修复通路可能是家族性乳腺癌发展的潜在机制。我们一直在研究BRCA1基因的生物学功能及其在DNA损伤检查点精确的角色控制和DNA修复多年。BRCA1有几个守恒的领域,包括BRCA1 c端(BRCT)和n端真正有趣的新基因(环)领域,后者拥有E3泛素连接酶的活动。我们的主要贡献是)发现BRCT域是一个phosphoprotein-binding域和进一步演示BRCA1和几个同事和功能绑定伙伴通过这个phosphorylation-dependent交互,b)观察,BRCA1的环域功能不是针对它的基质降解,而是促进DNA损伤蛋白质定位和功能的网站,从力学上看c)阐明如何招募BRCA1和DNA损伤积累网站,和d)显示PALB2介导之间的交互BRCA1和BRCA2在人力资源和功能修复。因为PALB2,像BRCA1突变在家族性乳腺癌患者,这些数据进一步证实了人力资源修复乳腺癌抑制的重要性。BRCA1基因的结构和功能知识理解的关键基因突变的影响和意义对乳腺癌患者和临床遗传咨询。这些发现也对DNA损伤信号领域产生重大影响,尽可能多的其他蛋白参与细胞循环监管、复制和检查点控制也包含BRCT域。此外,信号通路,新兵BRCA1和degradation-independent函数的概念E3连接酶和泛素信号半个有重要影响的研究(DDR) DNA损伤反应。我们正在进一步调查BRCA1的生化活动,从力学上看PALB2, BRCA2和试图确定这些肿瘤抑制人力资源在不同步骤修复行动。 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.

除了我们研究BRCA1和同源重组的角色,我们也研究了其他许多DNA损伤反应和DNA修复途径,其中包括辐射诱导DNA双链断裂修复途径,复制应力路径和病变绕过,fanconi贫血通路和interstrand交联修复,斯巴达/ C1orf124 / DVC1和DNA蛋白质交联修复,以及最近的角色先天免疫DNA损伤反应。

我们雇用一些蛋白质组学方法研究DNA损伤修复途径以及肿瘤抑制致癌途径。我们已经开发出一种新型串联亲和纯化协议,这将大大促进我们从人类细胞分离蛋白复合物的能力。多年来,我们使用这个新的串联亲和纯化加上质谱(TAP-MS)的方法研究DNA损伤反应和肿瘤发生。例如,我们用这种方法成功地识别five-subunit复杂,由RAP80, CCDC98, BRCC45, BRCC36,和MERIT40 BRCA1-associated蛋白质。此外,我们发现了一个以前无特征的核酸酶,KIAA1018,现在被命名为FAN1 (Fanconi贫血有关核酸酶1),结合mono-ubiquitinated FANCD2通过和参与DNA修复化疗药物如顺铂和MMC。我们也用这个TAP-MS方法进行蛋白质组学研究的几个信号通路,例如,河马与32个组件/ YAP通路。我们完成了一个研究CDK家族(25 CDKs) MCF10A和HEK293T细胞,这使我们能够确定共同的和特定CDK伙伴这两个细胞系。此外,我们进行了56个人类转录因子和蛋白质组学分析表明,转录因子形式不同的蛋白复合物,染色质,哪些是重要的监管和这些转录因子的函数。最近,我们完成了一个研究的错配修复蛋白蛋白质磷酸酶interactomes interactomes和另一项研究。所有这些结果证明TAP-MS的成功方法。 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,我们正在进行定量质谱分析使用SILAC(稳定同位素标记的氨基酸在细胞培养),ITRAQ(同位素标记的相对和绝对定量;post-labeling方法,即标记多肽蛋白质后用胰蛋白酶消化),和label-free定量质谱分析。这些定量质谱分析可用于解决许多生物学问题。例如,我们正在研究DNA损伤反应的动力学确定DNA损伤反应网络的变化对治疗的反应与各种DNA损害和/或化疗药物,包括胡、辐射、拓扑异构酶毒物,顺铂,PARP抑制剂。此外,我们使用蛋白质分析和ubiquitinated蛋白质组的识别关键deubiquitinating酶的底物和E3泛素连接酶参与DNA损伤反应,肿瘤抑制致癌途径。此外,我们也调查法研究组织磷酸化蛋白质组关键靶向治疗癌症相关的信号通路和响应。这些研究将揭示新组件和规定参与这些癌症相关通路和治疗。

我们使用CRISPR / Cas9-based基因编辑功能冗余的方法研究DNA损伤信号和其他癌症相关的信号通路。此外,我们正在进行全基因组基因基因的发现和gene-drug sgRNA屏幕交互。

我们已经开始产生板的同基因的人类细胞系,每个KO的特定DNA修复基因,使用CRISPR / Cas9-based基因编辑方法。这个列表包括基因参与人力资源、NHEJ FA,尼珥,MMR,方方面面,TLS通路。此外,我们已经创建了一个定制的DDR sgRNA库是用来系统地确定基因之间的相互作用不同的修复基因和通路。此外,我们正在进行公正的全基因组sgRNA屏幕发现基因变异还进行宣传这些修复有缺陷的细胞(即基因基因相互作用)或对一个给定的癌症治疗(即gene-drug交互)。这些屏幕,并将在两到三个独立的细胞系进行减少遗传变异在不同细胞系的贡献。这些基因组sgRNA屏幕与特拉弗哈特博士合作,进行一个实验生物学家和生物信息学专家是一个生物医学和计算机信息系的教员,MD安德森癌症中心。哈特博士设计、执行和分析类似的屏幕识别健康基因在多个细胞系。此外,他还进一步发展技术发展水平的健康基因的识别算法-选择屏幕。此外,他的实验室也有丰富的经验在识别基因变量淘汰赛表型不同背景(如不同的细胞系或同基因的淘汰赛中)和不同环境条件(例如+ / -药物暴露)。他的经验和专业知识是成功的关键的全基因组sgRNA筛选研究。 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.