MMEJ
微同源介导末端连接（Microhomology-Mediated End Joining，MMEJ），又称替代性非同源末端连接（Alt-NHEJ）或Pol $\theta$ 介导的末端连接（TMEJ），是一种修复 DNA 双链断裂 (DSB) 的备份机制。
与经典的 NHEJ 不同，MMEJ 不依赖 Ku70/80 蛋白，而是依赖断裂位点两侧暴露出的短片段（2-25 bp）微同源序列（Microhomology）进行退火配对。由于该机制必须切除微同源序列之间的 DNA 片段才能完成连接，因此 MMEJ 必然导致缺失（Deletion）或复杂的染色体易位，具有高度的致突变性。在基因编辑中，利用 MMEJ 的偏好性可以实现比 NHEJ 更具可预测性的基因敲除。
分子机制：Pol $\theta$ 的独角戏
MMEJ 是一条高度依赖 DNA 聚合酶 $\theta$ (Pol $\theta$) 的修复通路。与 NHEJ 直接连接平末端不同，MMEJ 需要先对末端进行处理。
- 1. 末端切除 (Resection)： DSB 发生后，MRN 复合物和 CtIP 对断端进行有限的 5' $\rightarrow$ 3' 切除，暴露出短的 3' 单链悬状区（ssDNA overhangs）。
- 2. 微同源退火 (Annealing)： 暴露出的单链寻找两侧的微同源序列（通常 2-6 bp，如 AGCT...AGCT）。Pol $\theta$ 利用其独特的解旋酶活性，促进这些短同源序列的配对（Synapsis）。
- 3. 延伸与切除： Pol $\theta$ 以微同源区为引物进行延伸。配对区之外的不匹配末端（3' Flaps）被切除。
- 4. 连接： 最后由 DNA 连接酶 III (Ligase III) 或 Ligase I 封闭缺口。由于两个微同源区之间的序列在退火时被“跳过”并切除，因此修复产物必然带有缺失 (Deletion)。
路径竞争：主路与辅路
在正常细胞中，NHEJ 是主导途径。MMEJ 通常被视为 NHEJ 失败后的“备胎”，但在某些特定情境（如 S/G2 期或 Ku 蛋白缺失）下会显著上调。
| 特性 | 经典 NHEJ (c-NHEJ) | MMEJ (Alt-NHEJ) |
|---|---|---|
| 核心识别 | Ku70 / Ku80 | PARP1, Pol $\theta$ |
| 同源需求 | 无 (0 bp) | 微同源 (2-25 bp) |
| 产物特征 | 小 Indel 或无疤痕 (Scarless) | 总是缺失，且缺失两侧常保留一个微同源序列。 |
| 动力学 | 极快 (数十分钟) | 较慢 (数小时) |
应用价值：精准破坏与合成致死
- 可预测的 CRISPR 编辑： NHEJ 产生的 Indel 是随机的，难以预测。而 MMEJ 产生的缺失是由切口附近的微同源序列决定的。通过设计 sgRNA 使其靶点周围存在特定的微同源序列，可以诱导 MMEJ 通路，产生可预测的、特定长度的缺失。计算工具（如 Microhomology-Predictor）已被开发用于此类设计。
- 合成致死 (Synthetic Lethality)： 携带 BRCA1/2 突变的肿瘤细胞由 HR 修复缺陷，高度依赖 MMEJ 通路生存（Pol $\theta$ 表达量常上调）。因此，Pol $\theta$ 抑制剂（如 Novobiocin 或在研小分子）有望成为继 PARP 抑制剂后的下一代合成致死药物。
学术参考文献 [Academic Review]
[1] McVey M, Lee SE. (2008). MMEJ repair of double-strand breaks: homologous recombination, NHEJ, or a distinct mechanism? Trends in Genetics.
[点评]：早期定义性综述，确立了 MMEJ 作为一种独立于 NHEJ 的修复机制的地位。
[2] Mateos-Gomez PA, et al. (2015). Mammalian polymerase θ promotes alternative NHEJ and suppresses recombination. Nature.
[点评]：揭示了 Pol $\theta$ (POLQ) 在 MMEJ 中的核心酶学功能，并发现其能抑制同源重组 (HR)，解释了其在基因组不稳定性中的作用。
[3] Bae S, et al. (2014). Microhomology-based choice of Cas9 nuclease target sites. Nature Methods.
[点评]：展示了在 CRISPR 编辑中利用微同源序列模式来预测 Indel 结果的方法，开启了“精准缺失”编辑的大门。