Нибрин — белок, связанный с репарацией двойных разрывов нитей (DSB), которые наносят серьезный ущерб геному. Это белок из 754 аминокислот определен как член NBS1/hMre11/Rad50 (N/M/R, более известный как MRN), комплексf репарации двойных разрывов цепочки ДНК[4]. Этот комплекс опознаёт повреждение ДНК и быстро перемещаетcя в сайты DSB и формирует ядерные центры. Он также играет важную роль в регуляции сложной деятельности белка (MRN), которая включает конечную обработку как физиологических так и мутагенных двойных разрывов цепочки ДНК (DSB)[5].
Клеточный отклик на DSB
Клеточный отклик осуществляется с помощью датчиков повреждения, эффекторов репарации повреждений и передачи сигналов. Центральная роль заключается в отведении ATM путём активации сигнализации DSB каскада, фосфорилирования нижерасположенных субстратов, таких как гистоныH2AX[en] и NBS1. NBS1 перемещается на сайты DSB взаимодействием доменов FNA[en]/BRCT с фосфорилированным гистоном H2AX. После взаимодействия с С-концевым связывающим нибрин доменом hMre11, hMre11 и hRad50 перемещаются из цитоплазмы в ядро, затем на сайты DSB. В конце концов, перемещаются в N/M/R, где они сосредотачиваются на месте повреждения[6].
Двойные разрывы нитей (DSB)
DSB происходят во время V(D)J рекомбинации в период раннего развития B и Т-клеток. Это момент, когда клетки иммунной системы развиваются и DSB происходят при развитии лимфоидных клеток. DSB также происходят при переключении класса иммуноглобулина[en] в зрелых В-клетках[5]. Чаще, однако, DSB вызываются мутагенными агентами, такими как радиомиметические химические вещества и ионизирующее излучение (IR).
Мутации DSB
Как уже упоминалось, DSB приводят к серьезным повреждениям ДНК. Мутации, вызывающие дефекты репарации DSB, как правило, накапливают не-репарированные DSB. Одна из таких мутаций связана с синдромом повреждения Неймегена (NBS), болезнью радиационной гиперчувствительности[7]. Это редкое наследственное аутосомно-рецессивное условие хромосомной нестабильности. Оно связано с мутациями в экзонах 6-10 в гене NBS1, что приводит к усечению белка[5]. Характеристики NBS включают микроцефалию, черепно-мозговые характеристики, задержку роста[en], нарушение полового созревания, иммунодефицитные/повторяющиеся инфекционные заболевания и предрасположенность к раку. Это предрасположенность к раку может быть связана с DSB, происходящей при развитии лимфоидных клеток.
Ортологи NBS1 были изучены у мышей[9] и растения Arabidopsis[10]. NBS1 мутантных мышей отображает чувствительность клеток к радиации и бесплодие самок мышей из-за отказа оогенеза[9]. Исследования NBS1 мутантов Arabidopsis показали, что NBS1 играет роль в рекомбинации на ранних стадиях мейоза[10].
Гиперэкспрессия NBS1 при раке
NBS1 играет важную роль в микрогомологически опосредованном присоединении конца (MMEJ) репарации двойных разрывов ДНК. Это один из 6 ферментов, необходимых для этой склонности к ошибке путей репарации ДНК[11]. NBS1 сверхэкспрессируется в некоторых раковых заболеваниях предстательной железы[12], при раке головы и шеи[13] и в плоскоклеточном рак полости рта[14].
Рак очень часто бывает из-за дефицита экспрессии одного или более геноврепарации ДНК, но сверхэкспрессия гена репарации ДНК при раке меньше обычной. Например, по крайней мере, 36 ферментов репарации ДНК, при мутационных дефектах в клетках зародышевой линии, вызывают повышенный риск рака (наследственные синдромы рака[en])[15]. Точно так же, по крайней мере, 12 генов репарации ДНК, что было установлено, эпигенетически репрессированы в одном или нескольких видах рака[15]. Как правило, недостаточная экспрессия фермента репарации ДНК приводит к увеличению не репарированных повреждений ДНК, которые посредством ошибок репликации, приводят к мутациям и раку. Тем не менее, NBS1 опосредует репарацию MMEJ весьма неточно, так что в этом случае сверхэкспрессия, а не обычная экспрессия, по-видимому, приводит к раку.
↑ Varon R, Vissinga C, Platzer M, Cerosaletti KM, Chrzanowska KH, Saar K, Beckmann G, Seemanová E, Cooper PR, Nowak NJ, Stumm M, Weemaes CM, Gatti RA, Wilson RK, Digweed M, Rosenthal A, Sperling K, Concannon P, Reis A (May 1998). “Nibrin, a novel DNA double-strand break repair protein, is mutated in Nijmegen breakage syndrome”. Cell. 93 (3): 467—76. DOI:10.1016/S0092-8674(00)81174-5. PMID9590180.
↑ Carney JP, Maser RS, Olivares H, Davis EM, Le Beau M, Yates JR, Hays L, Morgan WF, Petrini JH (May 1998). “The hMre11/hRad50 protein complex and Nijmegen breakage syndrome: linkage of double-strand break repair to the cellular DNA damage response”. Cell. 93 (3): 477—86. DOI:10.1016/S0092-8674(00)81175-7. PMID9590181.
↑ Kobayashi J (2004). “Molecular mechanism of the recruitment of NBS1/hMRE11/hRAD50 complex to DNA double-strand breaks: NBS1 binds to gamma-H2AX through FHA/BRCT domain”. J. Radiat. Res. 45 (4): 473—8. DOI:10.1269/jrr.45.473. PMID15635255.
1 2 Waterworth WM, Altun C, Armstrong SJ, Roberts N, Dean PJ, Young K, Weil CF, Bray CM, West CE (2007). “NBS1 is involved in DNA repair and plays a synergistic role with ATM in mediating meiotic homologous recombination in plants”. Plant J. 52 (1): 41—52. DOI:10.1111/j.1365-313X.2007.03220.x. PMID17672843.
↑ Sharma S, Javadekar SM, Pandey M, Srivastava M, Kumari R, Raghavan SC (2015). “Homology and enzymatic requirements of microhomology-dependent alternative end joining”. Cell Death Dis. 6: e1697. DOI:10.1038/cddis.2015.58. PMID25789972.
↑ Yang MH, Chiang WC, Chou TY, Chang SY, Chen PM, Teng SC, Wu KJ (2006). “Increased NBS1 expression is a marker of aggressive head and neck cancer and overexpression of NBS1 contributes to transformation”. Clin. Cancer Res. 12 (2): 507—15. DOI:10.1158/1078-0432.CCR-05-1231. PMID16428493.
↑ Hsu DS, Chang SY, Liu CJ, Tzeng CH, Wu KJ, Kao JY, Yang MH (2010). “Identification of increased NBS1 expression as a prognostic marker of squamous cell carcinoma of the oral cavity”. Cancer Sci. 101 (4): 1029—37. DOI:10.1111/j.1349-7006.2009.01471.x. PMID20175780.
↑ Kim ST, Lim DS, Canman CE, Kastan MB (December 1999). “Substrate specificities and identification of putative substrates of ATM kinase family members”. J. Biol. Chem. 274 (53): 37538—43. DOI:10.1074/jbc.274.53.37538. PMID10608806.
↑ Chiba N, Parvin JD (October 2001). “Redistribution of BRCA1 among four different protein complexes following replication blockage”. J. Biol. Chem. 276 (42): 38549—54. DOI:10.1074/jbc.M105227200. PMID11504724.
↑ Zhong Q, Chen CF, Li S, Chen Y, Wang CC, Xiao J, Chen PL, Sharp ZD, Lee WH (July 1999). “Association of BRCA1 with the hRad50-hMre11-p95 complex and the DNA damage response”. Science. 285 (5428): 747—50. DOI:10.1126/science.285.5428.747. PMID10426999.
↑ Kobayashi J, Tauchi H, Sakamoto S, Nakamura A, Morishima K, Matsuura S, Kobayashi T, Tamai K, Tanimoto K, Komatsu K (October 2002). “NBS1 localizes to gamma-H2AX foci through interaction with the FHA/BRCT domain”. Curr. Biol. 12 (21): 1846—51. DOI:10.1016/s0960-9822(02)01259-9. PMID12419185.
1 2 Cerosaletti KM, Concannon P (June 2003). “Nibrin forkhead-associated domain and breast cancer C-terminal domain are both required for nuclear focus formation and phosphorylation”. J. Biol. Chem. 278 (24): 21944—51. DOI:10.1074/jbc.M211689200. PMID12679336.
1 2 Trujillo KM, Yuan SS, Lee EY, Sung P (August 1998). “Nuclease activities in a complex of human recombination and DNA repair factors Rad50, Mre11, and p95”. J. Biol. Chem. 273 (34): 21447—50. DOI:10.1074/jbc.273.34.21447. PMID9705271.
↑ Zhu XD, Küster B, Mann M, Petrini JH, de Lange T (July 2000). “Cell-cycle-regulated association of RAD50/MRE11/NBS1 with TRF2 and human telomeres”. Nat. Genet. 25 (3): 347—52. DOI:10.1038/77139. PMID10888888.
Литература
Kobayashi J, Antoccia A, Tauchi H, Matsuura S, Komatsu K (2005). “NBS1 and its functional role in the DNA damage response”. DNA Repair (Amst.). 3 (8—9): 855—61. DOI:10.1016/j.dnarep.2004.03.023. PMID15279770.
Digweed M, Sperling K (2005). “Nijmegen breakage syndrome: clinical manifestation of defective response to DNA double-strand breaks”. DNA Repair (Amst.). 3 (8—9): 1207—17. DOI:10.1016/j.dnarep.2004.03.004. PMID15279809.
Matsuura S, Kobayashi J, Tauchi H, Komatsu K (2004). “Nijmegen breakage syndrome and DNA double strand break repair by NBS1 complex”. Adv. Biophys. 38: 65—80. DOI:10.1016/S0065-227X(04)80076-5. PMID15493328.
Zhang Y, Zhou J, Lim CU (2006). “The role of NBS1 in DNA double strand break repair, telomere stability, and cell cycle checkpoint control”. Cell Res. 16 (1): 45—54. DOI:10.1038/sj.cr.7310007. PMID16467875.
Другой контент может иметь иную лицензию. Перед использованием материалов сайта WikiSort.ru внимательно изучите правила лицензирования конкретных элементов наполнения сайта.
2019-2025 WikiSort.ru - проект по пересортировке и дополнению контента Википедии