Rad1/Rad10 ako kandidát v incíznom kroku ICL opravy v Saccharomyces cerevisiae

Authors: Jana Rendeková 1    Miroslav Chovanec 1    Peter McHugh 2    Thomas Ward 2   
1 Ústav experimentalnej onkologie, Bratislava,    2 Ústav molekulárnej medicíny, Nemocnica Johna Radcliffa, Oxford OX3 9DS   
Year: 2014
Section: Cellular metabolism, physiology, molecular biology and genetics
Abstract No.: 1093
ISBN: 978-80-970712-6-4

Medzireťazcové väzby DNA (ICL) predstavujú pevné spojenia obidvoch vláken a sú extrémne toxické pre bunku, nakoľko blokujú základné bunkové procesy ako replikáciu DNA, transkripciu, rekombináciu a segregáciu chromozómov. Chemické látky, ktoré sú schopné takéto poškodenie  v DNA indukovať sa v širokej miere aplikujú v protinádorovej terapii ako účinné chemoterapeutiká, čím sa tieto poškodenia stávajú zaujímavé i z klinického hľadiska [1]. Oprava ICL je komplexná a zúčastňujú sa na nej najmenej tri opravné dráhy, a to nukleotidová excízna oprava (NER), homologická rekombinácia (HR) a translézna syntéza (TLS) [2]. Doposiaľ najdetailnejšie je oprava ICL opísaná u človeka, kde je tento defekt spojený  predispozíciou vzniku rakoviny a súvisí s ochorením Fanconiho anémiou (FA). FA syndróm je zriedkavé dedičné ochorenie spojené s hematologickými malignitami a zvýšených rizikom vzniku nádorov hlavy, krku a semenníkov. Hlavným cieľom nášho výskumu je pochopenie mechanizmu opravy ICL poškodení s využitím kvasiniek Saccharomyces cerevisiae a tieto poznatky implikovať pre ľudské bunky. Jednou z hlavných opravných odpovedí na ICL je obnova replikácie DNA v mieste jej zastavenia v dôsledku ICL. Takáto replikačné spojená oprava ICL zahŕňa pôsobenie štruktúrne špecifických endonukleáz, akými sú XPF/ERCC1 a  Mus81/Eme1[3]. Predpokladá sa že tieto účinkujú v dočasne rozdielnych ICL opravných dráhach. XPF (Rad1 u S.cerevisae) sa zdá byť silným kandidátom v sprostredkovaní inzície ICL. Douwel a kolektív zistili, že na túto funkciu je nevyhnutná interakcia s SLX4/FANCP proteínom, ktorý vytvára tzv. molekulové lešenie a zacieľuje Rad1 proteín na miesto ICL poškodenia [4]. Nato, aby Rad1 mohol šiepiť 3` flap štruktúry je potrebná interakcia so Saw1 proteínom, ktorých kolokalizácia bola potvrdená Diamante a kolektívom [5].  Saw1 je relatívne malý jadrový proteín, ktorý je epistatický s Rad1, Slx4, Msh2 a Rad52 proteínom. Či sa skutočne tieto faktory podieľajú na nasmerovaní Rad1 proteínu do miesta ICL je  nevyhnutná ich ďalšia genetická a biochemická charakterizácia.Vzhľadom k oprave ICL u kvasiniek figuruje tiež ďalší opravný faktor, ktorý nesie metalo-beta-laktamázovú doménu, a tým je Pso2 proteín, funkčný homológ ľudského Snm1A proteínu [6]. Pso2 je 5`-3`exonukleáza, ktorá hrá dôležitú úlohu v post incíznom kroku ICL opravných intermediátov [7].  

[1] McHugh, Lancet Oncol. 2001, 2, 483–490.
[2] Grossmann, Mut. Res., 2000, 461, 1–13.
[3] Sengerová, Cell Cycle, 2011,23, 3999-4008.
[4] Douwel, Mol Cell, 2014, 14, 00220-00222.
[5] Diamante, Biochem Biophys. Res. Commun., 2014, 3, 602-607.
[6] Hazrati, DNA REPAIR, 2008, 2, 230-238.
[7] Li, DNA Repair, 2003, 2, 121–129.