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Jeden Tag, jede Zelle im menschlichen Körper wird bombardiert mit einer geschätzten 10.000 DNA-Läsionen1. Diese existentielle Bedrohung gefährdet uns für Mutationen, Onkogenese sowie Zelle Tod. Zum Schutz der Genom-Treue haben Säugerzellen entwickelt, um auf DNA-Schäden mit einer komplexen Abfolge von Protein-Verbände und Änderungen reagieren. Diese Antwort gliedert sich in mehrere Wege, zusammen bekannt als DNA-Schaden Antwort (DDR)2,3. Die DDR besteht aus der Ansammlung von DNA-Reparatur-Proteine an DNA-Läsionen, koordiniert sowohl zeitlich als auch räumlich. DDR induziert häufig Zellzyklus Festnahme zur Vermeidung der Ausbreitung oder Verstärkung von Schäden, die während der Replikation von beschädigten DNA2,4,5auftreten können. Im Gegenzug ist es auch notwendig für die zelluläre Lebensfähigkeit ausschalten Zellzyklus Festnahme durch Reparatur komplexe absetze, nachdem die Reparatur abgeschlossen ist.
Unter den verschiedenen Arten von DNA-Schäden sind DSB die meisten schädlichen. DSB reparieren können Chromosomen-Rearrangements oder großflächige Streichungen wie der Verlust des gesamten Chromosoms Arme Nichtbeachtung. Die Reparatur des DSB gliedert sich in zwei Bahnen6,7,8. Homologe Rekombination (HR) erfordert eine Schwester Chromosom als DNA-Vorlage zu verwenden und somit beschränkt sich auf späte S und G2/M-Phase des Zellzyklus9,10. Nicht-homologe Ende verbinden (NHEJ) verfügt nicht über diese Einschränkungen aber kann verursachen kleine Deletionen bei der DSB11,12Reparatur.
DSB reparieren speziell und die DDR im Allgemeinen sind aktive Bereiche der Untersuchung. Trotz in bequem getrennten Bahnen organisiert wird, gibt es viel Redundanz. In der Tat sind viele Proteine (BRCA1, BRCA2 und komplexe z. B. RPA) in mehreren Bahnen13,14,15,16beteiligt. Die Reparatur einer Läsion durch einen Weg, kann zu einen Schaden Mittelstufe, die durch einen anderen Weg14repariert werden muss. Die Verflechtung dieser Wege, kombiniert mit ihrer komplexen Aufgabe recruiting die richtigen Proteine an die richtige Stelle für die genaue Zeitspanne notwendig, erfordert einen mehrstufigen Regulierungsprozess.
Ein kürzlich veröffentlichter Bericht zeigt die Feinheiten der DDR durch den Nachweis, dass Reparatur Komplexbildung, Auflösung und Lokalisierung jeweils separat beeinträchtigt17sein können. Das übergeordnete Ziel der das folgende Protokoll soll endgültig sezieren die Fähigkeit der Zellen, DSB zu reparieren. Mit Immunfluoreszenz-Mikroskopie, kann Ansammlung von Reparatur-Proteine an den Standorten des Schadens zu den repräsentativen Zeitpunkten nach der Induktion der DSB visualisiert werden.
Dieses Verfahren hat mehrere Vorteile für häufig verwendete Ansätze. Häufig ist die Reparatur zu einzelnen Zeitpunkten untersucht und nicht in der Lage, den dynamischen Prozess der Versammlung und Dissoziation der Reparatur komplexe vertreten. Beobachten das gesamte Spektrum der Reparatur von der erstmaligen Aktivierung der vollen Auflösung sorgt dafür, dass eine Verzögerung bei der Reparatur ist nicht als vollständige Hemmung misidentified. Umgekehrt, es versichert, dass die Induktion einer Reparatur-Antwort, die nicht in der Lage, diese Antwort zu inaktivieren ist nicht als die normale oder die übermäßige Aktivierung identifiziert ist.
Verzögerten Eiweiß Komplexbildung und die MIS Lokalisierung von Reparatur-Proteine können jedoch nicht eindeutig mit diesem Ansatz unterschieden werden. Um festzustellen, ob Reparatur-Proteine falsch lokalisierten versus in ihrer Lokalisation verzögert sind, kann eine "Long-Lasting" DSB durch enzymatische Spaltung der zellulären DNA eingeführt werden. Die daraus resultierende Läsion ist jedes Mal nachschneiden, die es repariert wird, wodurch sich unterschiedliche großen nuklearen Reparatur und Aufhebung der zeitlichen Beschränkung von der Einstellung. Dies kann erreicht werden, indem Sie ändern das bestehende Konzept mit dem Einsatz von einer seltenen schneiden Endonuklease (z.B. SceI) induzieren eine lang anhaltende DSB. Die Langlebigkeit der DSB ermöglicht die Visualisierung der schwer fassbaren Reparatur-Proteine durch Immunfluoreszenz-Mikroskopie. Die verbesserte Fülle könnte auch die Visualisierung verbessern, bei der Erkennung durch Einschränkung der Antikörper-Qualität, ein Feature behindert wird, die nützlich sein könnten, wenn weniger untersuchten Proteine identifiziert werden, als mit Auswirkungen auf die DNA-Reparatur.
Insbesondere bieten wir explizite Anweisungen für ein Kostenloses Bild Verarbeitung und Analyse-Software (z. B.ImageJ). Dies entfernt eine große finanzielle Hürde in Bildanalyse, die Vernehmung von DNA-Reparatur von einem breiteren Publikum zu öffnen.