Διερεύνηση του ρόλου των πρωτεϊνών του συμπλόκου της σελτερίνης κατά τον συνεχή κυτταρικό πολλαπλασιασμό και την εμφάνιση χρωμοσωμικής αστάθειας στην νεοπλασία

Abstract

The Alternative Lengthening of Telomeres (ALT-pathway) ischaracterized by continuous cellular growth in absence of telomerase andincreased telomeric DNA recombination(Bryan et al. 1995; Nebatani andIshikawa. 2011; Cesare and Reddel 2010; Muntoni and Reddel 2005).Several telomere interacting factors and proteins participating in DNADamage Responses (DDR) have been implicated in ALT telomeremaintenance(Bryan et al. 1995; Nebatani and Ishikawa. 2011). However,the molecular basis of the ALT pathway still remains elusive(Nebatani andIshikawa. 2011; Cesare and Reddel 2010; Muntoni and Reddel 2005). Thehomologous-recombination-mediated-DDR proteins BRCA1 and BARD1 areknown oncosuppressors involved in inherited predisposition to breast andovarian cancers(Irminger-Finger and Jefford, 2006). The two moleculesheterodimerize and acquire E3 ubiquitin ligase activity, that targetsproteins involved in cell cycle control, chromosome stability and DDR fordegradation(Drost et al. 2011; Shabbeer et al. 2012;Irminger-Finger andJefford, 2006). We show that in human ALT cells, BRCA1/BARD1 formnumerous nuclear foci that frequently co-localize with telomeric repeats,components of shelterin(de Lange, 2005)and the PML protein. Abundanceand telomeric localization of nuclear BRCA1/BARD1 foci correlated withALT activity but not with telomeric DDR. BRCA1/BARD1 showed lowphysical interaction with ALT telomeric repeats, while the amount of TRF2precipitating with BRCA1 was dependent upon proteasome activity but notupon DNA damage. Depletion of BRCA1/BARD1 reduced telomericrecombination, inducing telomere shortening, terminal dysfunction andcellular senescence. These effects were rescued by overexpression ofBRCA1/BARD1, but not by a BRCA1 allele deficient for E3-ligaseactivity(Drost et al. 2011; Shabbeer et al. 2012). Excessive expression ofBRCA1/BARD1 provoked accumulation of poly-ubiquitinated forms of TRF2,and rapid TRF2 degradation. In addition, reconstitution of telomerase activity in ALT cells decreased cytotoxicity and rescued telomeric defectsexerted by proteasome inhibition. We have uncovered a novel, function ofBRCA1/BARD1 E3 ubiquitin ligase, in the regulation of shelterin turnovervia TRF2 that is critical for alternative telomere elongation in neoplasia.Our results provide new insights into inherited predisposition to breast andovarian cancer, proposing in parallel novel oncotherapeutic strategies toefficiently target aggressive ALT-positive neoplasms such as sarcomas and brain tumors.

Οι πρωτεΐνες BRCA1 και BARD1 είναι γνωστές για την οκγοκατασταλτική τους δράση και την εμπλοκή τους στην κληρονομική προδιάθεση του καρκίνου του μαστού και των ωοθηκών. Οι δύο πρωτεΐνες ετεροδιμερίζονται, αποκτούν ενεργότητα Ε3 λιγάσης της ουμπικουιτίνης και σηματοδοτούν την αποδόμηση πρωτεϊνών που συμμετέχουν στην ρύθμιση του κυτταρικού κύκλου και τον έλεγχο της ακεραιότητας του γονιδιώματος. Σκοπός της παρούσας μελέτης είναι η διερεύνηση του ρόλου της ενεργότητας Ε3-λιγάσης της ουμπικουιτίνης των BRCA1/BARD1, στην συγκρότηση της Σελτερίνης κατά τον εναλλακτικό μηχανισμό επιμήκυνσης των τελομερών στην ανθρώπινη νεοπλασία.