Mechanistische Einblicke in die Aufrechterhaltung der Genomstabilität
Während der DNA-Replikation ist das genetische Material für DNA-Schädigungen anfällig. Um diese Gefahr zu mindern, haben Zellen eine globale DNA-Schadensantwort (DDR) entwickelt, die DNA-Schäden effizient repariert und die Stabilität des Genoms schützt. Die Translesion-DNA-Synthese (TLS) ist ein wichtiger zellulärer Mechanismus zur Verhinderung grober chromosomaler Instabilität nach einer DNA-Schädigung während der DNA-Replikation und wird durch spezielle Low-Fidelity-DNA-Polymerasen vermittelt. Das EU-finanzierte Projekt BIOID IN TLS (Identification of novel regulators of translesion DNA synthesis in human cells) befasste sich mit der Untersuchung der Proteine, die während TLS zum Tragen kommen. Um solche Proteine zu identifizieren, entwickelten die Forscher ein innovatives System, in dem bekannte TLS-Proteine hergestellt wurden, um speziell die Proteine zu biotinylieren, die in der näheren Umgebung arbeitet. Mithilfe eines Massenspektrometrie-basierten Ansatzes isolierten sie erfolgreich Proteine, die sich an behinderten Replikationsgabeln zur Umgehung von DNA-Schäden durch TLS sammeln. Allerdings verhinderte die begrenzte Empfindlichkeit dieser Methode die Identifizierung neuer Faktoren, sodass die Forscher einen alternativen Proteomik-Ansatz verfolgten. Die CHROMASS-Methode unter Verwendung von Chromatin-Massenspektrometrie ermöglichte dem Konsortium, neue Akteure bei der Reparatur von DNA-Interstrang-Vernetzungen zu identifizieren, die die Progression von Replikationsgabeln blockieren. Zusätzlich wurden mithilfe der gleichen Methode neue Komponenten der DNA-Schadensantwort entdeckt. Fünf neue Proteine mit potentiellen Funktionen bei der Signalisieren und Reparatur von DNA-Schäden wurden identifiziert und eingehender untersucht. Zwei dieser Proteine, SLF1 und SLF2, bildeten einen Komplex mit anderen bekannten Komponenten der DNA-Schadensantwortmaschinerie. So konnten die Forscher einen neuen Pfad für die Rekrutierung von Schlüsselfaktoren der DNA-Reparatur nach DNA-Schäden identifizieren. Insgesamt liefern die Ergebnisse des Projekts neue Erkenntnisse zu den komplexen Mechanismen, durch die Zellen DNA-Schäden erkennen und reparieren. Solche molekularen Einblicke in die Regulationsmechanismen zum Schutz der genomischen Stabilität sind wichtig für das Verständnis der Ätiologie von Krebs.
