Post-translačné modifikácie a ich úloha pri regulácii ligačného kroku spájania nehomologických koncov DNA
Authors: |
Kristína Stanová 1
Zuzana Grmanová 1
Miroslav Chovanec 1
1 Ústav experimentálnej onkológie SAV, Bratislava 37, |
---|---|
Year: | 2015 |
Section: | Cellular metabolism, physiology, molecular biology and genetics |
Abstract No.: | 1257 |
ISBN: | 978-80-970712-8-8 |
Genóm všetkých organizmov je denne poškodzovaný rôznymi endogénnymi a exogénnymi látkami, ktoré môžu v bunke spôsobiť až 100 000 poškodení za deň. V dôsledku toho sa vyvinula evolučne konzervovaná odpoveď na poškodenie DNA (DDR; DNA Damage Response), ktorá umožňuje rozpoznať rôzne typy poškodenia a spustiť koordinovanú odpoveď. Za jeden z najnebezpečnejších typov poškodenia sa považujú dvojvláknové zlomy DNA (DSB; Double Strand Break), pretože dochádza k strate úseku na oboch vláknach DNA. Zle opravené DSB často zapríčiňujú nestabilitu genómu, ktorá je považovaná za hlavnú hnaciu silu pri vzniku nádorov. Na prekonanie nebezpečenstva, ktoré DSB predstavujú sa bunkám vyvinuli vysoko sofistikované opravné mechanizmy: homologická rekombinácia (HR; Homologous Recombination) a kanonické spájanie nehomologických koncov (C-NHEJ; Canonical Non-Homologous End Joining). Genetické komponenty týchto mechanizmov sú dobre objasnené avšak mechanizmy ich regulácie sú relatívne málo poznané. Zatiaľčo HR vyžaduje pre opravu homologickú sekvenciu, C-NHEJ je priamym procesom spájania DSB. Samotný výber dráhy však tiež záleží od typu DSB, fázy bunkového cyklu, ale aj od typu organizmu. V cicavčích bunkách je dominantným typom C-NHEJ, naopak u kvasinky Saccharomyces cerevisiae je preferovaným typom HR. V súčasnosti sa v otázke výberu dráhy stále viac do popredia dostáva i úloha post-translačných modifikácií a ich funkcia v oprave DSB stále nie je celkom preskúmaná. V našej práci sa zaoberáme úlohou post-translačných modifikácii ligačného komplexu C-NHEJ. Ligačný komplex u S.cerevisiae pozostáva z ligázy Dnl4 a proteínov Lif1 a Nej1. Preukázalo sa, že Lif1 proteín podlieha SUMOylácii na lyzíne 301 [1]. Táto SUMOylácia funguje ako negatívny, na bunkovom cykle nezávislý regulátor C-NHEJ. Proteín Lif1 je tiež fosforylovaný na seríne 383 [2] a seríne 261 [3]. Cieľom našej práce bolo pripraviť mutantné kmene kvasiniek, defektné vo fosforylácii samotných kináz, ale aj také, ktoré nesú zámenu aminokyselín v miestach, o ktorých bolo preukázané, že podliehajú fosforylácii alebo SUMOylácii, a to v rôznych kombináciách. Následne by sme v takto pripravených kmeňoch chceli monitorovať účinnosť C-NHEJ v jednotlivých fázach bunkového cyklu, ako v exponenciálne rastúcich, tak aj v kultúrach synchronizovaných v jednotlivých fázach bunkového cyklu. Následná analýza takto pripravených kmeňov by nám mohla poskytnúť pohľad na celkovú úlohu post-translačných modifikácií ligačného komplexu v oprave DSB a prispieť k porozumeniu ich súhry v oprave DNA.
[2] Matsuzaki, Genetics, 2008, 179, 213-225.
[3] Matsuzaki, Genes Cells, 2012, 17, 473-493.