Laser Microirradiation à l’étude In Vivo des réponses cellulaires aux dommages d’ADN simples et complexes

In Vivo Signalisation des dommages ADN, c’est pas bien comprise
In vivo, l’ADN est complexé avec des histones et d’autres facteurs à fibres de chromatine forme. Règlement de la structure de la chromatine est d’une importance primordiale pour le métabolisme de l’ADN. Par exemple, la variante de l’histone H2AX est phosphorylée par l’ataxie-télangiectasie muté (ATM) et d’autres kinases bicaténaires suivant rompt l’induction (ORD) et est important pour l’amplification du signal ORD dommages ainsi que fourniture d’un site d’amarrage pour d’autres facteurs. Propagation de choix de voie de signalisation et de réparation des dommages semblent être gravement influencé par la structure de la chromatine local au dommage sites¹. Un certain nombre de remodelage des facteurs, des chaperons d’histone et histone enzymes de modification de la chromatine sont en effet recrutés pour endommager les sites et sont important pour la réparation de l’ADN efficace, soulignant l’importance de la régulation de la chromatine dans le DDR et de réparation^{2 , 3 , 4}. en outre, site de dommages de clustering ou de repositionnement a été observé dans la levure et les drosophiles^5,6,7,8, réminiscence de relocalisation du locus du gène dans le compartiment subnucléaire associé à gène règlement^9,10. Études récentes chez les souris et les cellules humaines a également révèlent la mobilisation des sites de l’ORD, quelles influences réparer fidélité et voie de choix^11,12. Cela soulève la possibilité que DDR/réparation peut également être intimement liée à l’architecture nucléaire, organisation d’ordre supérieur la chromatine et chromosome dynamique dans le noyau de la cellule. Ainsi, il est essentiel d’élaborer des méthodes à haute résolution pour étudier les DDR et processus dans le contexte de l’environnement nucléaire endogène dans une cellule direct de réparation afin de comprendre les conséquences à court et à long terme des dommages à l’ADN.

Critical Role of PAR polymérase (PARP) dans jauger l’étendue et le Type de dommage et la régulation des protéines Assemblée sur le Site de dommages
PARP1 est un capteur de nick ADN rapidement activé par des lésions de l’ADN qui joue un rôle essentiel dans la réparation de l’ADN¹³. PARP1 pensait à l’origine pour fonctionner avec rayons x réparer Cross complément 1 (XRCC1) pour faciliter la réparation d’excision de base (BER), mais des études récentes révèlent son rôle dans d’autres voies de réparation de l’ADN, y compris ORD réparation¹⁴. Activés PARP1 utilisations nicotinamide adénine dinucléotide (NAD⁺) comme substrat pour ADP-ribosylation des protéines cibles multiples, y compris lui-même. Cette enzyme et autres membres de la famille ont attiré beaucoup d’attention ces dernières années comme inhibiteurs de PARP ont émergé des médicaments thérapeutiques aussi prometteurs pour les cancers. Bien que les inhibiteurs de PARP trouvées au départ pour être efficace dans le gène du cancer du sein (BRCA)-mutation des cellules cancéreuses du sein, il y a maintenant une pléthore de preuves de leurs effets dans les thérapies de mono – et combinaison avec ADN, endommageant des agents/irradiation contre un large spectre de cancers présentant des mutations, sans s’y limitées BRCA^{15,16,17,18,19,20}.

Au niveau moléculaire, activation de PARP s’est avérée un rôle essentiel dans l’organisation de la structure de la chromatine locaux sur les sites de dommages. Recrutement PAR dépendant des enzymes de modification de la chromatine facilite la réparation de l’ORD et préceptes réparer choix de voie, ce qui suggère le rôle important d’échafaudages de modification nominale sur les sites de dommages. ¹³,^{21,22,23,24,25,26,27,28,29, 30,31} , nous avons récemment démontré que l’exclusion de la protéine p53-1 (53BP1) contre les dommages des sites par ³², fournissant une autre explication pour l’hyperactivation de 53BP1 dépendant d’endjoining non homologue ( NHEJ) de PARP inhibiteur et soulignant l’importance de PARP en ORD réparation voie choix^33,34. PARP1 également directement PARylates et affecte l’activité de plusieurs ADN réparation facteurs¹⁴.

À l’aide de Laser Microirradiation comme un outil pour étudier la DDR/réparation In Vivo
Microirradiation laser pour produire des altérations de la sub-micronique sur chromosomes individuels a été d’abord décrite en 1969,³⁵ et a examiné en détail en 1981,³⁶. Plusieurs décennies plus tard, microirradiation laser a été montrée pour induire des lésions de l’ADN dans une région définie SUBMICROMETRIQUES dans le noyau de la cellule et il a été prouvée comme une technique précieuse pour l’étude de recrutement ou modifications des différents facteurs de lésions de l’ADN in vivo ^{13 , 37 , 38 , 39 , 40 , 41}. cette méthode permet de détecter les facteurs qui ne font pas les foyers distincts d’induite par l’irradiation (IRIF) dommages sites^39,,⁴². Il est également possible d’examiner la dynamique spatio-temporelle des changements structuraux de la chromatine au sites de dégâts et dans le reste du noyau. Nous avons comparé soigneusement la DDR induite par les systèmes laser différentes et pouvoirs pour évaluer la relation entre le type de dommages à l’ADN et le microirradiation des conditions^{32,43,44, l’entrée 45}. Les patrons de recrutement aberrant de 53BP1 et télomériques répéter facteur obligatoire 2 (TRF2) ont été observés dans les études précédentes de dommages laser, qui constituait la base de la préoccupation récurrente du caractère « non physiologique » de dommages causés par le laser^{46 ,47,48,49}. Nous avons constaté que ces divergences apparentes maintenant s’expliquerait par différentiel PARP signalisation qui évalue la quantité et la complexité des dommages induits³². Nous avons confirmé que : 1) cellules laser-microirradiated (même après l’irradiation haute-puissance d’entrée) sont arrêtés en interphase en dommages checkpoint-fonction de contrôle et demeurer viables (au moins jusqu’à 48 h)^32,50; et 2) réparation facteur recrutement/modification récapituler fidèlement ceux observés avec le traitement par des agents nocifs ADN conventionnels et l’induction de l’ORD par endonucléases^32,39,,^{42, 44,50,51,52}. Ces résultats appuient fortement la pertinence physiologique d’étudier les réponses cellulaires induites par des dommages de laser.