REV7：细胞周期调控的关键 “卫士”，解锁 DNA 复制与分裂的奥秘

本文揭示 REV7 具有细胞周期检查点功能，可延迟有丝分裂进入，与 DNA 复制应激密切相关。

　　

一、引言

细胞周期检查点是确保细胞周期有序进行的重要机制，对维持细胞正常生理功能和基因组稳定性意义重大。DNA 损伤或复制应激时，相关检查点被激活，阻止细胞周期进程，为 DNA 修复争取时间。如 DNA 双链断裂（DSB）激活 ATM 激酶，DNA 复制应激激活 ATR 激酶，它们通过下游信号通路抑制有丝分裂进入，保障细胞遗传信息的准确传递。而纺锤体组装检查点则依赖 MAD2 蛋白，监测染色体与纺锤体的附着情况，调控有丝分裂进程。

REV7，又名 MAD2B 或 MAD2L2，在细胞中身兼数职。它既是 DNA 跨损伤合成聚合酶 ζ（DNA polymerase ζ）的亚基，参与受损 DNA 的复制；又是 53BP1 - shieldin 复合物的一部分，在 DNA 双链断裂修复中发挥作用。REV7 与 MAD2 序列相似，这引发了科研人员的好奇：REV7 是否也具有检查点功能呢？

二、REV7 的结构与功能研究

研究发现，REV7 的配体包含保守的 ΦxPxxxxP（Φ 为疏水残基，P 为脯氨酸）基序。REV3 有两个这样的基序，CHAMP1 有一个。通过共免疫沉淀实验证实，REV7 能与 REV3、CHAMP1 相互作用，且这种相互作用不依赖于 REV7 的二聚化，突变保守脯氨酸会破坏它们之间的结合。

与 MAD2 类似，REV7 在结合配体时也会发生构象变化。研究人员利用荧光各向异性、晶体结构分析、有限蛋白水解和溶液 NMR 光谱等技术进行深入探究。结果显示，REV7 与 REV3 或 CHAMP1 结合时，其 “安全带” 结构会从开放状态转变为闭合状态，包裹住配体的 β 链。而且，结合过程伴随着慢动力学，这与构象转换相符。NMR 光谱分析表明，REV7 结合配体后，其多个区域的化学位移发生变化，涉及远离结合位点的区域，这进一步证明了它与 MAD2 在结构重排上的相似性。

三、REV7 对细胞周期进程的调控作用

为了探究 REV7 是否具有检查点功能，研究人员对鸡 DT40 细胞和人源细胞进行了一系列实验。在 DT40 细胞中，敲除 REV7 基因后，细胞在紫外线（UV）照射且 ATR 激酶被抑制的情况下，会提前进入有丝分裂，而此时 DNA 损伤尚未修复，这表明 REV7 在细胞应对 DNA 复制应激时起到了关键的调控作用。同样，敲除 REV3 基因（DNA polymerase ζ 的催化亚基）也会出现类似现象，而敲除参与 UV 损伤修复的 POLH 或 RAD18 基因则不会影响细胞进入有丝分裂的时间，这说明 REV7 的检查点功能与 DNA polymerase ζ 复合物密切相关。

在人源 U2OS 和 HCT116 细胞中，敲除 REV7 基因并抑制 ATR 激酶，细胞在受到 UV 照射、阿非迪霉素（aphidicolin）或羟基脲（HU）处理时，会更容易进入有丝分裂，甚至在未受 DNA 复制应激的情况下也会出现这种现象。这进一步证实了 REV7 在细胞周期调控中的重要作用，它能够在多种应激条件下，协同 ATR 激酶维持细胞周期的正常进程。

四、REV7 突变体的功能分析

为了确定 REV7 发挥检查点功能所需的生化活性，研究人员构建了一系列分离功能突变体。这些突变体包括仅能结合 REV3 的 REV7 - RD、仅能结合 CHAMP1 的 REV7 - YKK、不能有效结合 REV3 和 CHAMP1 的 REV7 - YAK，以及影响与 REV1 相互作用的 L186E 突变体。

将这些突变体在 REV7 敲除的 U2OS 细胞中进行表达，结果发现，所有突变体都无法挽救细胞的检查点缺陷，这表明 REV7 必须保持完整的蛋白质 - 蛋白质相互作用谱，才能发挥正常的检查点功能。此外，单体 REV7 - KVK 突变体也不能恢复检查点功能，说明 REV7 的二聚化对其检查点功能至关重要。

五、REV7 在未受干扰细胞周期中的作用

除了研究受基因毒性处理的细胞，研究人员还关注 REV7 在未受干扰细胞周期中的作用。通过对同步化的 DT40 细胞和 U2OS 细胞进行研究发现，在未添加 ATR 抑制剂时，野生型和 REV7 敲除细胞的 S 期进展和有丝分裂进入时间相似。但当添加 ATR 抑制剂后，REV7 敲除的 DT40 细胞和 U2OS 细胞会提前进入有丝分裂，且部分细胞在基因组 DNA 复制未完成时就进入了有丝分裂。

这一现象表明，REV7 在未受外源基因毒性物质影响的情况下，也能调控有丝分裂的进入时间，确保细胞在 DNA 复制完成后才进入有丝分裂，维持细胞周期的正常秩序。

六、讨论

本研究揭示了一种依赖 REV7 的检查点，它能独立于经典的 DNA 复制应激检查点，延迟有丝分裂进入。REV7 可能监测 DNA 复制的某些生理过程，而非对外源损伤做出反应，因为在未受外源损伤的细胞中，REV7 敲除细胞也表现出检查点缺陷。

REV7 作为多功能蛋白，其功能取决于与之相互作用的蛋白质。它参与的 DNA 跨损伤合成修复、DNA 双链断裂修复等过程，都可能与检查点功能相关。虽然 REV7 与 MAD2 在结构和功能上有相似之处，但目前尚未确定 REV7 结合以阻止有丝分裂进入的配体，这也是未来研究的方向之一。

大多数检查点通路由多个组件构成，而 REV7 检查点和纺锤体检查点似乎主要依赖单个蛋白发挥多种功能，这种简单性可能反映了其在进化上的古老起源。

七、研究的局限性

本研究的主要局限在于尚未确定 REV7 结合以阻止有丝分裂进入的所有配体。根据模型，REV7 通过与 REV3 结合感知 DNA 损伤，但后续结合的调控有丝分裂进入的配体身份仍不明确，这限制了对 REV7 检查点功能分子机制的深入理解。

八、总结与展望

综上所述，REV7 在细胞周期调控中扮演着不可或缺的角色，它作为细胞周期检查点的关键分子，监测 DNA 复制进程，确保细胞在 DNA 复制完成后才进入有丝分裂，维持基因组的稳定性。未来的研究需要进一步明确 REV7 结合的配体，深入解析其在不同生理和病理条件下的调控机制，这将有助于我们更全面地理解细胞周期调控的奥秘，为相关疾病的治疗提供新的靶点和思路。