I percorsi di tolleranza al danno del DNA mediati da RFWD3 e Polκ sono indipendenti l'uno dall'altro, ma entrambi dipendono dalle modifiche del PCNA a K164. (A) Le cellule PCNA[WT] e [KR] sono state trasfettate con siRFWD3#1, siPolκ#2 o siNTC#2. Le cellule sono state esposte all'illudina S per 4 giorni e analizzate mediante saggio MTS. I dati sono rappresentati come medie ± SD di n =4 esperimenti indipendenti. *P <0,05 rispetto a siNTC#2; #, non significativo rispetto a siNTC#2. (B) I lisati di cellule intere dalle cellule che utilizzano (A) sono stati preparati e analizzati mediante immunoblotting utilizzando anticorpi anti-RFWD3, anti-Polκ e anti-Lamin B1. La punta della freccia mostra il segnale RFWD3. (C) Le cellule HeLaS3 e HeLaS3 Polκ KO sono state trasfettate con siRFWD3 # 1 o siNTC # 2 ed esposte a illudin S per 4 giorni. Le cellule HeLaS3 PCNA[WT] o PCNA[KR] sono state esposte all'illudina S per 4 giorni. La sopravvivenza cellulare è stata valutata mediante saggio MTS. I dati sono rappresentati come medie ± SD di n =4 (HeLaS3+siNTC#2, HeLaS3+siRFWD3#2 e HeLaS3 Polκ KO+siNTC#2) o n =3 (HeLaS3 Polκ KO+siRFWD3#1, HeLaS3 PCNA[WT ] e PCNA[KR]) esperimenti indipendenti. La significatività statistica è stata valutata mediante il test t a due code. Credito:Life Science Alliance (2022). DOI:10.26508/lsa.202201584
Un team guidato da ricercatori dell'Università di Nagoya in Giappone ha scoperto nuovi percorsi che le cellule usano per ripararsi in seguito all'esposizione alla luce ultravioletta (UV) e un nuovo agente coinvolto in questi percorsi noto come RFWD3. Ciò potrebbe portare a trattamenti futuri per le persone con malattie fotosensibili e stimolare lo sviluppo di migliori farmaci antitumorali. "Riteniamo che i nostri risultati forniscano una nuova prospettiva al campo della risposta al danno del DNA e anche alla biologia cellulare", ha affermato l'autore principale, Chikahide Masutani. Hanno pubblicato la loro ricerca sulla rivista Life Science Alliance .
Simile a come il nostro corpo subisce tagli e abrasioni mentre attraversiamo la vita, il DNA può anche sostenere piccoli danni cumulativi. Una forma comune di tale danno è una lesione al DNA. L'esposizione alla luce UV, ad esempio, può far sì che una sezione del DNA contenga un sito danneggiato o alteri una delle sue coppie. In altre parole, possiamo pensare al DNA come a una frase scritta. In una frase, una lesione al DNA sarebbe come una parola stampata male, rendendola illeggibile. Allo stesso modo in cui la stampa di una serie di libri che include parole stampate in modo errato rende tutti i libri illeggibili, una lesione del DNA potrebbe rendere instabile l'intero genoma o causare mutazioni permanenti mentre viene copiato. Queste lesioni sono importanti perché sono associate a molte forme di cancro.
Per contrastare gli effetti di una lesione del DNA, i corpi umani hanno più percorsi di tolleranza al danno del DNA. Questi percorsi consentono la replicazione anche in presenza di lesioni. Di conseguenza, i biologi hanno cercato di identificare i fattori coinvolti nei meccanismi non identificati di tolleranza al danno del DNA.
In particolare, uno di questi fattori è l'antigene nucleare cellulare proliferante (PCNA). Il PCNA attiva la sintesi del DNA della translesione, che ripara le lesioni utilizzando l'enzima DNA polimerasi eta (Pol-eta). Sebbene questo percorso sia interessante perché offre resistenza cellulare all'irradiazione UV e ad alcuni agenti dannosi per il DNA, anche altri percorsi possono essere importanti, in particolare quelli indipendenti da Pol-eta.
Un gruppo di ricercatori dell'Università di Nagoya, guidati da Rie Kanao e Chikahide Masutani dell'Istituto di ricerca di medicina ambientale, hanno scoperto nuovi agenti creando intenzionalmente lesioni utilizzando illudin S, una tossina dei funghi, e il suo derivato irofulven. I ricercatori hanno scoperto che le cellule senza modifica del PCNA erano sensibili a questi composti, causando lesioni. Quelli privi di Pol-eta invece no. Pertanto, potrebbero analizzare il percorso di riparazione della lesione dipendente dalla modifica del PCNA indipendentemente dal percorso Pol-eta.
Kanao e Masutani hanno identificato che gli agenti nel percorso dipendente dalla modifica del PCNA includono RFWD3, un gene codificante le proteine. RFWD3 è comune a entrambi i percorsi, quindi ciò suggerisce che i due rami principali del percorso sono Pol-eta e RFWD3 per le lesioni causate dalla luce UV e la polimerasi kappa e RFWD3 per quelle causate da illudin S. "Potrebbe essere una caratteristica generale che vengono impiegate diverse DNA polimerasi a seconda del tipo di lesione del DNA", ha spiegato Masutani. "I nostri risultati suggeriscono che RFWD3 contribuisce alla tolleranza al danno del DNA dipendente dalla modifica del PCNA. Questa è la prima descrizione del coinvolgimento di RFWD3 nella sopravvivenza ai raggi UV nelle cellule umane".
Un uso promettente di questa ricerca è per il trattamento antitumorale perché potrebbe diventare possibile inibire le vie di tolleranza al danno del DNA. Sebbene la tolleranza al danno del DNA dovrebbe aiutare a riparare le lesioni, i tumori a volte usano gli agenti per aiutarli a tollerare i farmaci antitumorali che danneggiano il DNA. "Riteniamo che la ricerca possa contribuire alla terapia del cancro", ha detto Masutani. "Ci sono prove crescenti che inibendo i percorsi di tolleranza al danno del DNA, possiamo sensibilizzare le cellule tumorali agli agenti chemioterapici convenzionali. Ulteriori ricerche su nuove terapie in quest'area potrebbero portare allo sviluppo di una nuova classe di agenti terapeutici contro il cancro che migliorano la risposta al trattamento usando la chemioterapia convenzionale". + Esplora ulteriormente
