В естественных условиях Повреждения ДНК сигнализации является не вполне понятны
В естественных условиях, ДНК complexed с гистонами и другие факторы, чтобы волокна chromatin формы. Регулирование структуры хроматина имеет первостепенное значение для метаболизма ДНК. Например вариант гистон H2AX фосфорилированных мутировал атаксии телеангиэктазии (ATM) и другие киназы следующие двухнитевые разрывы индукции (DSB) и имеет важное значение для усиления сигнала DSB ущерб, а также обеспечение закрепления сайта для других факторов. Распространяя ущерб сигнализации и ремонта пути выбора, как представляется, быть критически под влиянием местных хроматина структуры в ущерб сайтов1. Количество chromatin remodeling факторов, сопровождающих гистона и изменения ферментов Гистон набираются действительно повредить сайты и имеют важное значение для эффективного восстановления ДНК, подчеркнув важность регулирования хроматина в ГДР и ремонт2 , 3 , 4. Кроме того, ущерб сайт кластеризации или перемещение было отмечено в дрожжей и дрозофилы5,6,,7,8, напоминает relocalization генных локусов в субатомные отсек, связанный с геном правила9,10. Недавние исследования в клетки человека и мыши также показали мобилизацию DSB сайтов, которые влияний ремонт верности и путь выбор11,12. В этой связи возникает возможность, что DDR/ремонт может также быть тесно связан с ядерной архитектуры, организации хроматина более высокого порядка и хромосомы динамика в ядре клетки. Таким образом крайне важно разработать методы с высоким разрешением для изучения DDR и ремонта процессов в контексте внутреннего ядерного среды в живой клетке для того чтобы понять кратко - и долгосрочной перспективе последствия повреждения ДНК.
Решающую роль НОМИНАЛЬНОЙ полимеразы (ПАРП) в измерении масштабов и тип повреждения и регулировании Ассамблеи белка в месте повреждения
PARP1-сенсор Ник ДНК быстро активированную повреждения ДНК, что играет решающую роль в ДНК ремонт13. PARP1 первоначально считалось функционировать вместе с рентген ремонт крест дополнение 1 (XRCC1) для облегчения ремонта база эксцизии (BER), но последние исследования показывают свою роль в другие ДНК ремонт пути, включая DSB ремонт14. Активирован PARP1 использует Никотинамидадениндинуклеотид (NAD+) как субстрат для ADP-ribosylate несколько целевых белков, включая себя саму. Этот фермент и других членов семьи привлекли большое внимание в последние годы как ингибиторы ПАРП появились как многообещающие лечебных препаратов для рака. Хотя первоначально битор PARP оказались эффективными в ген рака молочной железы (BRCA)-мутировал клеток рака молочной железы, в настоящее время существует множество доказательств для их эффекты в моно - и комбинация терапии вместе с ДНК повреждения агентов/облучения против широкий спектр рака с мутациями, не ограничиваясь BRCA15,16,,1718,19,20.
На молекулярном уровне активации ПАРП было показано играть решающую роль в организации местных хроматина структуры в местах повреждения. PAR-зависит от набора хроматина модификация ферментов способствует DSB ремонт и ремонт диктует выбор пути, предлагая роль важных лесов НОМИНАЛЬНОЙ модификации в местах повреждения. 13,21,,2223,24,25,26,27,28,29, 30,31 мы недавно продемонстрировали исключение белок p53-1 (53BP1) от повреждения сайтов PAR 32, обеспечивая Альтернативное объяснение для 53BP1-зависимых гиперактивацию (не гомологичных endjoining NHEJ), ПАРП ингибитора и подчеркнув значимость ПАРП в ДГЖД ремонт пути выбора33,34. PARP1 также непосредственно ремонт PARylates и влияет на активность нескольких ДНК факторов14.
Использование лазерной Microirradiation как инструмента для изучения DDR/ремонт в естественных условиях
Лазерная microirradiation производить субмикронных изменения отдельных хромосом впервые описано в 1969 году35 и подробно рассматривается в 1981 году36. Несколько десятилетий спустя, лазерная microirradiation было показано, чтобы вызвать повреждение ДНК на определенных субмикронной региона в ядре клетки и было доказано, чтобы быть полезен для изучения набора или изменения различных факторов поражения ДНК в vivo 13 , 37 , 38 , 39 , 40 , 41. Этот метод позволяет обнаружение тех факторов, которые не образуют собственный облучения индуцированной очагов (IRIF) в ущерб сайтов39,42. Это также возможно для изучения динамики пространственно-временных хроматина структурных изменений как в местах повреждения, так и в остальной части ядра. Мы тщательно сравнить инвентаризацией, вызванных различными лазерных систем и ввода полномочия для оценки взаимосвязи между типом повреждения ДНК и microirradiation условий32,,4344, 45. Аномальным набора моделей 53BP1 и telomeric повторить связывание фактор 2 (TRF2) были замечены в ходе предыдущих исследований ущерб лазера, которые послужили основой для повторяющихся озабоченность для «не физиологические» Природа лазерного разрушения46 ,47,48,49. Мы обнаружили, что эти очевидных расхождений теперь может быть объяснено дифференциального ПАРП сигнализации, который измеряет количество и сложность индуцированных повреждений32. Мы подтвердили, что: 1) лазер microirradiated клетки (даже после высокой входной мощности облучения) арестованы в интерфазе образом ущерб контрольно-пропускной пункт управления зависимых и оставаться жизнеспособными (по крайней мере до 48 ч)32,50; и 2) ремонт фактор вербовки/модификации добросовестно повторить те с лечения с обычными ДНК повреждения агентов и DSB индукции под наблюдением эндонуклеазами32,,3942, 44,50,,5152. Эти результаты решительно поддерживают физиологические актуальность изучения лазерной повреждения индуцированных клеточных реакций.