癌症是当今世界的头号杀手,严重影响人类的健康。DNA烷基化是一种有诱变性的致命DNA损伤,如果得不到修复就会破坏细胞基因组的完整性,造成遗传信息不可逆的改变进而导致相关疾病的发生,如癌症。同时,烷基化药物是目前主流的抗癌药物之一,但也存在一定的问题如抗药性。DNA去烷基化酶负责修复烷化剂引起的DNA损伤,对它们生物学功能的研究将有助于了解癌症的发生机理以及解决抗癌药物抗药性问题。ABH2是细胞内主要的DNA去烷基化酶,在某些肿瘤细胞中低表达而在另外一些中又高表达,同时在肿瘤样本中存在ABH2突变。本课题发现ABH2主要定位于核仁,通过缺失突变体以及点突变体的定位发现其N端氨基酸序列RKRPRR （aa38-43）既是核定位信号（NLS）又是核仁定位信号（NoLS）。从ABH2结合蛋白的分离及鉴定结果,可以看到ABH2可以与DNA修复蛋白Ku70以及核仁蛋白NCL和NPM1相互作用,Co-IP以及GST pull down实验验证了它们之间的相互作用。ChIP和免疫染色的结果显示ABH2结合rDNA的启动子区域且在有丝分裂M期与染色质相连,同时利用荧光素酶报告基因以及过表达和RNA干扰等方法,确定了ABH2具有激活rDNA转录的作用,而且这种激活作用与其酶活性相关。在内源ABH2表达下调后,引起包含rDNA区域在内的细胞整体水平DNA损伤。此外,ABH2能快速响应烷基化试剂引起的DNA损伤,从核仁转移到核质。基于上述结果,ABH2促进rDNA转录的可能机制是：ABH2结合DNA修复蛋白Ku70以及重要核仁蛋白NPM1和NCL,直接定位于rDNA启动子,保护处于高度激活的rDNA区域免受DNA损伤,从而促进rDNA转录。表观遗传学的研究近年来呈上升趋势,主要研究不涉及DNA序列改变,但可以通过细胞分裂而遗传的现象。DNA甲基化和组蛋白甲基化是表观遗传学研究的重要内容之一。表观遗传信息需要相关蛋白进行解读,UHRF1就是其中一个极其重要的蛋白。UHRF1通过SRA结构域结合半甲基化的DNA,同时招募维持性甲基化酶DNMT1完成未甲基化DNA链的甲基化。UHRF1还可以通过TD结构域结合H3K9me,这种结合有何生物学功能之前没有报道。本文研究表明UHRF1也可以通过TD结合H3K9me,定位于半甲基化区域并招募]DNMT1完成全甲基化。这表明H3K9me在DNA甲基化维持中也具有一定的功能,而这种功能正是UHRF1介导的。对表达外源的DNMT1-PCNA融合蛋白的NP95-/-细胞进行DNA甲基化分析,发现在没有UHRF1存在情况下,该细胞DNA甲基化水平也得到了明显恢复,这说明UHRF1的SRA介导的未甲基化胞嘧啶C"flip out"在DNA甲基化维持中不是必需的。UHRF2与UHRF1属于同一家族,具有与UHRF1一样的生化特性,包括结合半甲基化DNA、组蛋白H3K9me以及DNMT家族蛋白。但是,UHRF2不能在S期招募DNMT1完成DNA全甲基化。本文研究发现,UHRF1和UHRF2虽然都定位于近中心粒异染色质,但是二者依赖的方式不一样。UHRF1主要通过结合半甲基化DNA定位在异染色质,而UHRF2主要通过结合H3K9me。此外,UHRF2在DNA甲基化中具有与UHRF1不一样的功能,UHRF1表达下调导致DNA甲基化水平也降低,而UHRF2表达下调则出现DNA甲基化水平升高。通过转录、酶活和蛋白表达等层面的相关检测,发现UHRF2负调控DNA甲基化的机制可能是其作为泛素连接酶介导DNMT3a的降解。