| Περίληψη |
Σε αντίθεση με τις πρωτεΐνες και τα υπόλοιπα μακρομόρια π.χ. τα σάκχαρα ή τα λίπη, το πυρηνικό DNA (η απαρχή του RNA και των πρωτεϊνών) είναι αναντικατάστατο. Παρά το γεγονός ότι η χημική του σύσταση είναι εξαιρετικά ασταθής, το DNA οφείλει να διατηρηθεί αναλλοίωτο καθόλη τη διάρκεια της ζωής του κυττάρου ώστε η γενετική πληροφορία να κληρονομηθεί αυτούσια στα θυγατρικά κύτταρα. Ωστόσο, η ύπαρξη διαφόρων ενδογενών γενοτοξικών παραγόντων προκαλούν τη σταδιακή συσσώρευση πλήθους δομικών αλλοιώσεων και προσβολών (π.χ. υδρόλυση, απαμίνωση βάσεων, διμερισμός πυριμιδινών, δημιουργία θραυσμάτων μονής ή διπλής DNA έλικας κτλ.) στο DNA. Η επακόλουθη γενωμική αστάθεια επιφέρει δραματικές αλλαγές στη φυσιολογία του κυττάρου παρεμποδίζοντας τη φυσιολογική λειτουργία ζωτικών βιολογικών διεργασιών όπως η μεταγραφή ή/και ο αναδιπλασιασμός του DNA. Για να αντιμετωπίσουν την σταδιακή συσσώρευση DNA βλαβών, τα ευκαρυωτικά κύτταρα έχουν αναπτύξει ένα σύνολο αλληλεπικαλυπτόμενων επιδιορθωτικών μηχανισμών, συμπεριλαμβανομένου του μηχανισμού εκτομής νουκλεοτιδίων (Nucleotide Excision Repair, NER), που εντοπίζουν, επιδιορθώνουν και αποκαθιστούν το προσβαλλόμενο DNA στην αρχική του μορφή. Στον άνθρωπο και τα αντίστοιχα πειραματικά μοντέλα ποντικών, η ύπαρξη εγγενών μεταλλαγών σε γονίδια του μονοπατιού NER, προκαλεί ένα ευρύ φάσμα κλινικών συμπτωμάτων που χαρακτηρίζεται από εξαιρετική ετερογένεια, η οποία δε μπορεί να εξηγηθεί αποκλειστικά λόγω της ατελούς επιδιόρθωσης του DNA. Πρόσφατες μελέτες απεκάλυψαν ότι ορισμένες πρωτεΐνες του NER συμμετέχουν, πέραν της επιδιόρθωσης των DNA βλαβών, σε κυτταρικές διεργασίες όπως η έναρξη της μεταγραφής και η αναδιαμόρφωση ή ο σχηματισμός της τρισδιάστατης δομής της χρωματίνης στο χώρο. Για να διαλευκάνουμε το λειτουργικό ρόλο του NER στην ανάπτυξη και τις ασθένειες στα θηλαστικά, αναπτύξαμε την μέθοδο της in vivo σήμανσης με βιοτίνη της πρωτεΐνης XPF στον ποντικό. Η προσέγγιση αυτή σε συνδυασμό με μεθοδολογίες αλληλούχισης DNA υψηλής απόδοσης και λειτουργικές προσεγγίσεις απεκάλυψαν ότι το ετεροδιμερές του συμπλόκου ενδονουκλεάσης του NER ERCCI-XPF αλληλεπιδρά με πρωτεϊνικούς παράγοντες που συμμετέχουν στην μεταγραφή και την εξομάλυνση του τοπολογικού φόρτου του DNA κατά την διαδικασία της μεταγραφής. Συγκεκριμένα, ανιχνεύσαμε ότι κατά την επαγωγή της μεταγραφής, η ERCC1-XPF προσδένεται σε υποκινητές, κατά μήκος του γονιδιώματος. Επιπλέον μελέτες απεκάλυψαν ότι η πρόσδεση του συμπλόκου ERCC1-XPF στο DNA, συμπίπτει με την δημιουργία εκτομών διπλού θραύσματος στο DNA (DNA double strand breaks, DSBs) σε διακριτές περιοχές του DNA. Τα αποτελέσματα της μελέτης αναδεικνύουν τον λειτουργικό ρόλο της ERCC1-XPF στην επιδιόρθωση DNA βλαβών που προκαλούνται κατά την διαδικασία της μεταγραφής και παρέχουν ένα μηχανιστικό μοντέλο που εξηγεί ικανοποιητικά την κλινική ετερογένεια των συνδρόμων NER.
|
The functional role of nucleotide excision repair in transcription-associated DNA damage in mammals
