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DNA复制和修复过程中会产生各种DNA中间体,而核酸酶对DNA中间体的加工是维持基因组的稳定所必需的’。在过去二十年里对于基因组稳定的研究中,人们陆续鉴定了在冈崎片段成熟、DNA剪切和同源重组中间体剪切的过程中起作用的多种核酸酶1-3。尽管这些核酸酶对于DNA反应的保真性非常重要,然而如果对它们的活性不加以调控,它们可能会错误地切割细胞内正常的DNA结构如DNA复制叉和端粒环等。这不利于DNA的复制,并可能引起杂合性丢失和染色体重排,而这些是癌细胞基因组不稳定的标志4,5。不过到目前为止人们对于核酸酶的调控知之甚少。我们鉴定了一个全新的蛋白因子Dsnl,它能够通过调控两种不同的核酸酶Rad16-Swi10和Dna2-Cdc24来优化DNA复制和修复。利用亲和纯化偶联质谱的技术,我们发现结构特异性内切酶Rad16-Swi10、Dna2-Cdc24、Saw1和一个功能未知蛋白Spcc1322.02(Dsnl)形成一个更大的复合体,我们将其命名为“双结构特异性核酸酶复合体”。通过对该复合体的组织形式分析,我们发现Dsn1是Rad16-Swi10-Sawl和Dna2-Cdc24之间的介导因子。Dsnl能够分别通过中间结构域和C端结构域与Rad16-Swi10和Dna2-Cdc24结合,而Dsn1的N端是细胞周期对Dsn1的调控是必须的。复合体中的各因子在双链断裂位点的定位是相互依赖的,这进一步印证了它们能一起形成复合体,并且参与DNA损伤修复。我们发现在裂殖酵母中Dsn1而不是Saw1与Rad16-Swi10在一起,负责3’非同源单链DNA的切除,进而促进单链退火修复的完成。另外Dsn1也参与Top1-DNA衍生物切除和交配型转换,但是不参与核苷酸切除修复。我们体外的结果进一步表明Dsn1能够特异地激活Rad16-Swi10的3’内切酶活性。Exo1与Rqh1-Dna2-RPA在两个互相冗余的通路中参与大范围的DNA剪切。Dsn1的缺失能够抑制exo1△突变体中DNA剪切的缺陷,而且这种抑制作用依赖于Rqh1,这表明Dsn1抑制了Rqh1-Dna2-RPA通路在DNA剪切中的作用。另外我们发现Dsn1对DNA剪切的抑制作用能够调控单链退火修复中同源模板的选择,这可能有助于维持基因组中多重复序列间DNA的完整性。与上述遗传结果一致,大肠杆菌重组表达的Dsn1C端蛋白片段能够抑制RPA对Dna2-Cdc245’内切酶活性的激活。接下来我们发现细胞周期对Dsnl的调控对于Dna2正常行使功能是必须的。Dsn1N端的缺失或点突变会造成Dsn1在S期积累,并导致细胞对DNA损伤试剂的敏感性增强,而这种效应可以被Dsn1C端的缺失所抑制。另外,Dsn1N端点突变与Dna2功能减弱的突变(dna2-TAP)结合会引发合成致死,而这种致死效应可以被Dsn1C端的缺失和pfh1-R20等位基因所挽救。这表明Dsn1的错误调控会影响Dna2在DNA复制和修复中的作用。总之我们的结果表明Dsn1能够通过激活Rad16-Swi10的3’核酸酶活性而抑制Dna2-Cdc24的5’核酸酶活性,来调控单链退火修复。我们发现细胞周期对Dsn1的调控有助于Dna2-Cdc24正常行使功能,进而维持基因组的稳定性。本论文中的研究成果揭示了Rad16-Swi10和Dna2-Cdc24的酶活调控机制,突出了对核酸酶进行细胞周期调控的重要性,有助于推动核酸酶在维持基因组稳定性中的作用的研究。