Functional Characterization of DNA damage response components in Aspergillus nidulans: the ddbA, chkA and chkB genes

Autor: Joel Fernandes Lima
Přispěvatelé: Gustavo Henrique Goldman, Joao Atilio Jorge, Nadia Monesi
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2007
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
Universidade de São Paulo (USP)
instacron:USP
Popis: A constante exposição dos diferentes organismos a agentes que danificam a estrutura da molécula do DNA fez com que a célula desenvolvesse mecanismos de reparo que se mostraram conservados durante a evolução. Em células de mamíferos, as vias de reparo ao dano ao DNA e a regulação dos pontos de checagem do ciclo celular atuam de forma coordenada no reparo do dano a fim de evitar uma progressão do ciclo celular antes do reparo e uma possível perpetuação do dano. Além disso, alguns dos componentes dessas vias metabólicas também atuam em outros processos, como replicação, transcrição, recombinação meiótica e silenciamento gênico. NER é um importante mecanismo no processo que reconhece e remove dímeros de ciclobutano e 6-4 pirimidina-pirimidona da estrutura do DNA. Em mamíferos foram identificados sete grupos de complementação para células deficientes de XP (XPA-G). Um desses grupos é XPE, conhecido por possuir forte afinidade ao dano ao DNA causado por luz UV, sendo formado por duas subunidades, DDB1 e DDB2. Uma busca no banco de dados de Aspergillus nidulans utilizando uma seqüência DDB1 de Homo sapiens, revelou uma única seqüência com similaridade relevante denominada como DdbA que não possui nenhuma similaridade com a proteína DDB2. Em Aspergillus nidulans, a proteína DdbA também está envolvida no reparo do dano ao DNA causado por luz UV e 4-NQO, no entanto, vimos aqui, que DdbA está interagindo com as proteínas UvsBATR, H2AX e CshBCSB no reparo ao dano ao DNA causado por MMS, Bleomicina, 4-NQO e luz UV. Além disso, uma análise na expressão do gene ddbA mostrou que ele é induzido por estas drogas, no estresse oxidativo e nos processos de desenvolvimento assexual e sexual de A. nidulans. Nós também vimos que a localização celular de DdbA não foi afetada durante a resposta ao dano ao DNA causado por luz UV e 4-NQO indicando que a proteína DdbA está presente no núcleo independentemente do dano. Em S. pombe, as proteínas serina-treonina quinases CHK1 e CHK2 foram identificadas como essenciais para o bloqueio do ciclo celular na fase S em resposta ao dano ao DNA ou em resposta ao estresse replicacional. Essas quinases são fosforiladas pelas quinases ATM e ATR e tem sido extensivamente caracterizadas em A. nidulans. Neste fungo, as proteínas ChkACHK1 e ChkBCHK2 estão envolvidas na reposta ao dano ao DNA e estão interagindo de forma epistática e sinergística com as proteínas quinases AtmAATM e UvsBATR. Nossos resultados também sugerem que as proteínas ChkA e ChkB podem estar envolvidas em meiose, e atuam em vias complementares durante o bloqueio da fase S do ciclo celular. Além disso, as proteínas AtmA, ChkA, ChkB e UvsB são redundantemente complementares na manutenção do crescimento polar das hifas em Aspergillus nidulans. The constant exposure of different organisms to agents that damage the DNA structure, has provided the cells with repair mechanisms that are conserved during evolution. In mammal cells, the DNA damage repair pathways and the cell cycle checkpoint regulation act together to prevent cell cycle progression before the repair is performed avoiding mutation fixaxion. However these responses are complex and demand overlapping functions and the intersection of many metabolic pathways. NER is an important mechanism in the process that recognize and remove cyclobutane pyrimidine dimers and 6-4 pyrimidine-pyrimidone photoproduct from the DNA structure. In mammals seven complementation groups for XP deficient cells were identified. One of these groups is XPE, known for having strong affinity to the DNA damage caused by UV light and is formed by two subunits DDB1 and DDB2. A search on the Aspergilus nidulans database using a Homo sapiens DDB1 sequence, revealed a single ORF with relevant similarity. The A. nidulans homologue was deleted and named DdbA. ddbA does not have significant similarity to DDB2 protein. In A. nidulans the protein DdbA is involved on the DNA damage repair caused by UV light and 4NQO. Additionaly ddbA is genetically interacting with uvsBATR, histone H2AX and cshBCSB the damage repair caused by MMS , BLEO, 4NQO and UV light. Also, an analysis of the gene ddbA expression indicated that it is induced by MMS, BLEO, 4-NQO, oxidative stressing agents and by the assexual and sexual development processes of A. nidulans. We also verified that the sub-cellular localization of DdbA was not affected by the presence of UV light or 4-NQO indicating that the protein DdbA is constitutively present in the nucleus. In S. pombe, the serine treonine kinases CHK1 and CHK2 proteins were identified as essential to the Sphase blockage in response to the DNA damage or replicational stress. These kinases are phosphorilated by ATR and ATM kinases, respectively and have been extensively characterized in A. nidulans. In this fungus, the proteins ChkACHK1 and ChkBCHK2 are involved on the DNA damage response and are genetically interacting in an epistatic and/or synergistic manner with the AtmAATM and UvsBATR kinases. Our results also sugest that the proteins ChkA and ChkB may also be involved in meiosis and act in a complementary way during the S-phase block. Furthermore the AtmA, ChkA, ChkB e UvsB proteins are complementary redundant for the maintenance of the polar growth in A. nidulans.
Databáze: OpenAIRE
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