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内容形式：摘要译文
姐妹染色单体之间的同源重组（HR）是复制相关DNA修复的主要结果，但引发自发性有丝分裂交换的损伤仍未得到充分界定。关于HR通路选择的大多数机制研究采用酶促诱导的双端双链断裂（DSB），在此情形下，非同源末端连接（NHEJ）是一个重要的竞争性通路。对于自发性、复制相关的损伤，NHEJ是否同样参与竞争，尚未得到直接检验。在本研究中，我们采用sci-L3-Strand-seq——一种能够以单细胞、复制模板链特异性方式进行测序并在全基因组范围内定位姐妹染色单体交换（SCE）的方法——对HAP1和BJ细胞系中NHEJ因子（LIG4、XRCC4）以及单链断裂（SSB）修复支架蛋白XRCC1的杂合和纯合敲除细胞进行分析。破坏NHEJ仅使SCE增加幅度有限（30%），而XRCC1缺失则导致SCE显著升高，达到5倍。XRCC1缺陷细胞中密集且广泛分布的SCE模式与以下机制相一致：未修复的SSB在复制叉处被转化为单端DSB，这类断裂缺乏可供连接的第二个末端，因此无法进入NHEJ通路。与此同时，在同一批单细胞中进行的结构变异（SV）图谱分析显示，SV呈现出高度非随机的分布格局，主要表现为反复发生的染色体丢失和克隆扩增，提示存在选择压力以及逐步的基因组演化。SCE频率与SV负荷或由SV定义的亚克隆并无相关性，表明无错误重组与突变性重排代表基因组维持的彼此分离的两个维度。对具有匹配SCE断点的互为对应的子细胞对进行捕获，直接证实这些事件源于前一次细胞分裂过程中姐妹染色单体之间的交换。综上，这些结果表明，自发性有丝分裂交换由主要不适于NHEJ的损伤所驱动，而是通过复制偶联的SSB向DSB转化过程进入HR通路；同时，无错误重组的升高与突变性SV图谱彼此脱钩。
关键词：姐妹染色单体交换 · 同源重组 · 非同源末端连接 · 单链断裂修复 · 复制相关DNA损伤
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.05.11.724412v1?rss=1