Test kometa to metoda elektroforezy żelowej używana do wykrywania pęknięć DNA na poziomie pojedynczej komórki. Opiera się na zasadzie, że otwarte pęknięcia DNA migrują w warunkach elektroforetycznych, podczas gdy nienaruszone DNA pozostaje w dużej mierze statyczne. Uszkodzone DNA migruje, ponieważ pęknięcia powodują relaksację superskręconego DNA, powodując jego stopniowe przestrzenne przemieszczenie w kierunku anody w komorze elektroforetycznej, co skutkuje wyglądem podobnym do komety obserwowanym przez immunofluorescencję1,2. Zakres uszkodzenia DNA jest następnie mierzony poprzez ilościowe określenie ilości uszkodzonego DNA, które migrowało w stosunku do zwartego DNA.
Dwie najczęściej używane metody testowania komet to test komet alkalicznych (AC) i test neutralnych komet (NC). Test AC przeprowadza się w warunkach denaturacji przy użyciu roztworu o wysokim zasadowym pH, podczas gdy test NC przeprowadza się w roztworze o neutralnym pH. Zarówno testy NC, jak i AC mogą niezawodnie wykrywać pęknięcia DNA, które występują w jądrze. Jednak wersja alkaliczna jest również korzystna do wykrywania miejsc nieporażnych alkalicznie3. Oba formaty testu wymagają zastosowania warunków lizy w celu zapewnienia, że DNA jest wolne od białek przed elektroforezą.
Ten test jest prostą metodą wykrywania pęknięć DNA i oferuje kilka unikalnych zalet do określania uszkodzeń DNA komórkowego. Metoda jest stosunkowo łatwa do skonfigurowania i wymaga odczynników, które można przygotować w laboratorium lub zakupić od komercyjnych dostawców. Jako technika rozdzielczości pojedynczej komórki, test wymaga bardzo małej ilości materiału wyjściowego. Warto zauważyć, że test NC może mierzyć przerwy z wysoką czułością, według doniesień wykrywa od 50 do 10 000 pęknięć na komórkę4. O wszechstronności tej techniki świadczy szeroki zakres jej zastosowań, w tym ekotoksykologia5, biomonitoring ludzi6 oraz badania genotoksyczności7. Test może być również niezawodnie stosowany w różnych typach komórek i dostosowany do testów o wysokiej przepustowości8 oraz do oceny pęknięć w określonych regionach genomu9. W związku z tym test ten służy jako szybka i niezawodna technika badania powstawania pęknięć na poziomie pojedynczej komórki.
Proces replikacji DNA jest nieustannie kwestionowany przez kilka endogennych i egzogennych czynników stresogennych10,11. Zatrzymanie replikosomów z powodu takich zmian może powodować pęknięcia DNA i skutkować zwiększoną niestabilnością genomu. Pęknięcia DNA często pojawiają się również jako produkty pośrednie replikacji, aby ułatwić naprawę DNA12. Ponadto kilka chemioterapeutyków indukuje zależne od replikacji dwuniciowe pęknięcia (DSB), takie jak kamptotecyna (CPT)13,14,15i inhibitory PARP16,17. W związku z tym test ten służy jako potężna metodologia do badania natury zmian DNA, oceny przetwarzania widełek replikacyjnych i badania potencjału terapeutycznego czynników uszkadzających DNA. Adaptacje testu, które obejmują znakowanie nowo zsyntetyzowanego DNA za pomocą BrdU, były przydatne do badania fenotypów stresu związanego z replikacją18,19,20,21. Warto zauważyć, że test NC jest wiarygodną metodą badania indukcji pękania DNA w kontekście replikacji, jak wykazano w badaniach obejmujących charakterystykę białek widelc22,23, analiza produktów pośrednich replikacji24,25, oraz badanie konfliktów transkrypcji-replikacji w utrzymaniu genomu26,27. W niniejszym artykule przedstawiamy protokół testu NC w celu ilościowego określenia pęknięć DNA podczas replikacji w komórkach ludzkich. Protokół ten może być łatwo wdrożony przez naukowców zainteresowanych oceną uszkodzeń związanych ze stresem replikacyjnym w szerokiej gamie dzielących się komórek ludzkich.