Роль гистона Н2АХ в репарации DSBs

Завершая изучение процессов репарации DSBs, необходимо остановиться на механизмах, которые их запускают. К настоящему времени накоплены многочисленные экспериментальные данные, указывающие на то, что для репарации DSBs необходимо ремоделирование хроматина. Это ремоделирование происходит при строго ассоциированном с образованием DSB специфическом фосфорилировании С-концевого серина-139 вариантного гистона Н2АХ. Гистон Н2АХ (replacement histone) является одним из известных вариантов корового гистона Н2А, который, в отличие от основного Н2А и других коровых гистонов, может быть встроен в хроматин в течение всех фаз клеточного цикла, а не только во время S-фазы. Мегабазные участки хроматина, покрывающие DSB, можно легко визуализировать в ядрах или экстрактах облученных клеток как фокусы фосфорилированного по серину-139 гистона Н2АХ (названного γ-Н2АХ) с помощью специфических антител на фосфорилированный короткий пептид, соответствующий С-концу Н2АХ. Эти фокусы могут служить маркерами DSBs и способствовать изучению их индукции и процессинга. Фосфорилирование гистона Н2АХ происходит в первые же минуты после образования DSB после γ-облучения, достигает максимума через 30–60 минут и способствует разрыхлению хроматина и эффективному связыванию белка Кu с образующимися концами ДНК. В то же время нужно помнить, что в нормальных клетках млекопитающих только около 5 % нуклеосом содержит гистон Н2АХ, а их основная часть содержит обычный коровый гистон Н2А, который при образовании DSB не фосфорилируется. Дефосфорилирование гистона γ-Н2АХ в клетках млекопитающих достоверно коррелирует с быстрой репарацией основной массы DSB системой NHEJ в течение первых 1.5–2 часов после γ-облучения. Однако небольшая часть фокусов γ-Н2АХ остается в ядрах в течение длительного времени, вплоть до 24 часов. В этих фокусах постепенно накапливается комплекс MRN и белок BRCA1, что указывает на возможную роль γ-Н2АХ и в репарации DSB путем HR.

Вероятно, ATM-зависимое фосфорилирование гистона Н2АХ все же не является необходимым условием самой репарации, а является лишь звеном в механизме, останавливающем клеточный цикл в ответ на повреждения ДНК (DNA damage checkpoint).

В клетках высших эукариот гистон Н2АХ фосфорилируется протеинкиназой ATM и ее инактивация приводит к нарушению этого фосфорилирования в первые минуты после облучения. Но в радиочувствительных клетках пациентов, дефектных по киназе ATM и страдающих наследственным заболеванием атаксия-телеангиэктазия (AT), фокусы γ-Н2АХ после облучения все же выявляются. По-видимому, эти фокусы ассоциированы с сайтами репликации ДНК, так как в остановившихся в местах повреждения ДНК репликативных вилках фосфорилирование гистона Н2АХ проводит другая протеинкиназа – ATR.

Дата добавления: 2014-11-06