2. Februar 2024
Dieses Protokoll beschreibt einen extrachromosomalen nicht-homologen Endverbindungs-Assay (NHEJ) und einen homologen Rekombinations-Assay (HR), um die Effizienz von NHEJ und HR in HEK-293T-Zellen zu quantifizieren.
DNA-Doppelstrangbrüche stellen die gefährlichsten DNA-Läsionen dar. Als Reaktion darauf nutzen Zellen zwei primäre Mechanismen für die Reparatur von DNA-Doppelstrangbrüchen, NHEJ und HR. Die getrennte Quantifizierung der Effizienz von NHEJ und HR ist entscheidend für die Erforschung der relevanten Mechanismen und Faktoren, die mit ihnen verbunden sind. Der NHEJ-Assay und der HR-Assay sind etablierte Methoden zur Messung der Effizienz von NHEJ und HR. Diese Methoden beruhen auf sorgfältig entworfenen Plasmiden, die ein gestörtes grün fluoreszierendes Proteingen mit Erkennungsstellen für die Endonuklease I-SceI zur Induktion von DSBs enthalten.
Der NHEJ-Assay und der HR-Assay können mit einem chromosomal integrierten oder extrachromosomalen Ansatz durchgeführt werden. Der chromosomal integrierte Ansatz ermöglicht die Analyse der DSB-Reparatur innerhalb eines chromosomalen Wettbewerbs. Der chromosomal integrierte Ansatz erfordert jedoch eine verlängerte Zelldauer und ist für vergleichende Studien mit mehreren Zelllinien ungeeignet.
In diesem Protokoll beschreiben wir die extrachromosomalen NHEJ- und HR-Assays, die eine transiente Transfektion der gestörten GFP- und I-SceI-Plasmide in HEK-293T-Zellen und eine anschließende durchflusszytometrische Analyse beinhalten. Diese nicht integrierten Reporter-Assays wurden von mehreren Labors, einschließlich unserem, zur Bewertung der NHEJ-Effizienz und der HR-Effizienz eingesetzt. Im Gegensatz zum chromosomal integrierten Ansatz ermöglicht dieser extrachromosomale Ansatz eine schnelle Analyse der NHEJ- oder HR-Effizienz durch die Verwendung etablierter, stabiler Zelllinien.
Diese Studie skizziert Protokolle für extrachromosomale nicht-homologe Endverknüpfung (NHEJ) und homologe Rekombination (HR) Assays zur Bewertung der Effizienz von DNA-Doppelstrangbruch-Reparaturen in HEK-293T-Zellen. Die Assay-Techniken nutzen die Verwendung von Plasmiden und ermöglichen eine schnelle Analyse von DNA-Reparaturmechanismen in einer kontrollierten Umgebung.
Quantitative assessment of nonhomologous end joining (NHEJ) and homologous recombination (HR) efficiency in HEK-293T cells enables mechanistic de-risking of DNA repair pathways during early discovery. The use of extrachromosomal GFP-based reporter assays accelerates comparative analysis across multiple cell lines, supporting predictive confidence in target validation and pathway interrogation. This approach informs risk-adjusted portfolio decisions by clarifying DNA repair capacity and pathway dependencies.
This extrachromosomal reporter assay platform integrates into the discovery-to-preclinical continuum, enabling early-stage hypothesis testing and downstream screening readiness.