Ruolo distinto delle interazioni di RPA32 e RPA70 con XPA in NER. Le cellule sono state irradiate con UV e la colocalizzazione di XPA con siti di danno UV è stata visualizzata mediante microscopia a fluorescenza. Il danno al DNA è evidenziato da frecce rosse e la co-localizzazione di XPA con DNA UV è indicata da frecce gialle. Nelle cellule mutanti XPA-RPA32 (M32-4), è stato osservato un ridotto reclutamento di XPA per danni al DNA. Nelle cellule mutanti XPA-RPA70 (M70-6), XPA è rimasto legato ai siti danneggiati per un lungo periodo. Ciò indica che l'interazione RPA32 con XPA è necessaria per il reclutamento di XPA per il danno indotto dai raggi UV, mentre l'interazione RPA70 con XPA è importante per il posizionamento di XPA per il completamento di NER. Credito:Istituto per le scienze di base
La riparazione dell'escissione del nucleotide (NER) è un importante percorso di riparazione del DNA conservato, che ripara vari tipi di danni nel genoma, come quelli indotti dalla luce ultravioletta e dagli agenti ambientali. La disfunzione in questo percorso può essere dannoso per la salute umana. Ad esempio, gli individui con difetti di NER soffrono di xeroderma pigmentoso, una malattia caratterizzata da un'estrema predisposizione al cancro della pelle indotto dalla luce solare a causa dell'incapacità di riparare il DNA danneggiato dai raggi UV.
Mentre il NER contrasta così la formazione del cancro, è anche importante per la terapia antitumorale. Molti agenti antitumorali, come il cisplatino, inducono danni al DNA che possono essere riparati dal NER. In questo contesto, NER è un obiettivo farmacologico di interesse per migliorare i risultati della terapia del cancro. A livello molecolare, il NER è una macchina molecolare altamente complessa e dinamica, che coinvolge oltre 30 proteine che si assemblano in corrispondenza delle lesioni del DNA per asportare il danno e sostituirlo con DNA intatto. Questo processo è guidato dalle interazioni proteina-proteina e proteina-DNA.
Un team di ricercatori guidato dal direttore associato Orlando D. Schärer e dallo studente laureato Kim Mihyun del Center for Genomic Integrity all'interno dell'Institute for Basic Science, Corea del Sud, ha esplorato queste interazioni. Il team ha scoperto che per organizzare il complesso di preincisione nel NER sono necessarie due proteine chiave nel NER, vale a dire la proteina A dello xeroderma pigmentoso (XPA) e la proteina della replicazione A (RPA).
Le due proteine XPA e RPA sono responsabili dell'organizzazione del complesso NER dopo che ha riscontrato il danno nel DNA. Il presente studio ha confrontato le varianti mutanti di queste due proteine per studiare come le due proteine si impegnano in un'interazione fondamentale per il percorso NER. In particolare, è stato scoperto che due interfacce di interazione tra XPA e RPA sono fondamentali per NER e hanno ruoli distinti nel percorso. L'interazione di XPA con RPA32 è fondamentale per l'associazione iniziale di XPA con danno al DNA, mentre l'interazione tra XPA e RPA70 è importante per il completamento di NER.
Struttura del complesso di preincisione NER. L'interazione di XPA e RPA70 è localizzata al centro del complesso NER, mentre il sito di interazione di XPA e RPA32 è alla periferia. Le interazioni tra XPA e RPA70 stabilizzano il complesso pre-incisione e costringono il DNA ad assumere una forma a U, che sembra essere la forma attiva del complesso, consentendogli di rimuovere il danno al DNA. Credito:Istituto per le scienze di base
Studi strutturali integrativi di un complesso XPA-RPA-DNA hanno rivelato come le interazioni delle due proteine modellano il complesso NER e innescano l'escissione del danno. L'interazione di XPA e RPA32 avviene alla periferia del complesso, dove facilita l'assemblaggio iniziale delle proteine nel sito del danno. L'interazione tra XPA e RPA70 si trova nel cuore del complesso NER e forza il DNA in una forma a U. Ciò consente alle due giunzioni ss/dsDNA di essere localizzate in stretta prossimità, consentendo al complesso NER di incidere il DNA per rimuovere il danno.
Schärer ha affermato che il loro "studio ha rivelato un nuovo modello sorprendente del complesso NER e di come l'interazione tra XPA e RPA modella la sua architettura. L'interruzione dell'interazione tra XPA e RPA inibisce NER e il nostro studio fornisce un modello di come questa interazione potrebbe essere mirato da piccole molecole per migliorare la terapia del cancro. Stiamo continuando a portare avanti la ricerca insieme al nostro collaboratore a lungo termine su questo progetto, il Prof. Walter Chazin della Vanderbilt University."
Questa ricerca è stata pubblicata in Proceedings of the National Academy of Sciences . + Esplora ulteriormente
