La double hélice d’ADN est une structure stable qui assure à la fois la sauvegarde et la transmission de l’information génétique. Pour accéder à cette information, une vaste famille d’enzymes multifonctionnelles appelées hélicases réalise la séparation des bases complémentaires de l’ADN. Certaines de ces hélicases sont associées chez l’homme à des syndromes de prédisposition au cancer. C’est le cas du syndrome de Bloom (BS), une maladie génétique à transmission récessive qui se traduit par une augmentation de l’instabilité génétique mais où aucun phénomène d’haplo-insuffisance ou de dominance négative n’est constaté chez les porteurs hétérozygotes. On reconnait pourtant que la protéine du syndrome de Bloom (BLM) adopte une structure multimérique in vitro mais sans que l’expression chez certains hétérozygotes d’une enzyme inactive ne soit considérée comme un facteur à risque. Pour expliquer ce paradoxe, nous avons étudié la structure de l’enzyme BLM et constater qu’elle fonctionne sous la forme d’un monomère, un résultat nouveau qui justifie mieux pourquoi ces formes inactives n’influence pas le degré de prédisposition au cancer. D’autre part, la toxicité cadmium est susceptible d’avoir un lien direct avec l’inactivation de l’hélicase BLM car les cellules exposées au cadmium présentent des analogies avec celles des patients atteints du syndrome de Bloom. Effectivement, nous avons observé qu’in vitro, de faibles concentrations de cadmium réduisent les activités de cette hélicase en induisant son oligomérisation. Ces travaux apportent des informations nouvelles sur le mécanisme moléculaire de l’hélicase BLM et soulignent son importance dans le maintien de l’intégrité du génome. / The DNA double helix is a stable structure that ensures both the protection and transmission of genetic information. To access this information, a large family of multifunctional enzymes called helicases performs the separation of complementary bases of DNA. Some of these helicases in humans are associated with cancer predisposition syndromes. This is the case of Bloom syndrome (BS), a recessive genetic disease that results in an increase in genetic instability but where no phenomenon of haploinsufficiency or dominant negative is found in carriers heterozygotes. Yet we recognize that the Bloom syndrome protein (BLM) adopts a multimeric structure in vitro, but the expression among some heterozygotes of an inactive enzyme is not considered as a risk factor. To explain this paradox, we studied the structure of the BLM and find that it works as a monomer, a new result which justifies why most inactive forms does not influence the degree of cancer predisposition. On the other hand, cadmium toxicity is potentially linked to the inactivation of the BLM helicase as cells exposed to cadmium present analogies with those of patients with Bloom syndrome. Indeed, we observed in vitro, that low concentrations of cadmium reduce helicase activity by promoting its oligomerization. These studies provide new information on the molecular mechanism of the BLM helicase and emphasize its importance in maintaining genome integrity.

Maintaining the chromosome continuity and complete genetic information in human cells is crucial for cell survival and the whole organism. It prevents life-threatening pathologies and preserves genetic continuity. However, cellular DNA is exposed to both endogenous and exogenous stress damaging its content and integrity. This stress activates mechanisms involving detection and repair of these damaged sites (DDR). One of the most serious types of DNA damage double-stranded breaks (DSB) occuring when both strands are severed. DSBs trigger wave of PTMs that regulate protein interactions, nuclear localization and catalytic activity of hundreds of proteins. Such modifications include acetylation, methylation, SUMOylation, ubiquitinylation and especially phosphorylation. The most important kinases involved in DDR kinases are ATM, ATR and DNA-PK. These kinases are activated immediately after the detection of the damaged area. DAXX (Death-associated protein 6) is an adapter and predominantly nuclear protein, which is involved in chromatin remodeling, gene expression modulation, antiviral response and depositing histone H3.3 variants into chromatin or telomeres. Daxx is essential for murine embryogenesis, since the homozygous deletion is lethal in E9.5-10. In 2006 a study mapping the substrates of kinases...

Bien que la recombinaison homologue (RH) soit requise, notamment, pour la réparation fidèle des cassures double brins et la prise en charge des fourches de réplication bloquées, une mauvaise régulation de ce mécanisme peut provoquer des réarrangements chromosomiques importants et des pertes d’hétérozygoties. Chez la levure S. cerevisiae, la forme SUMOylée du facteur de processivité des polymérases réplicatives, PCNA, recruterait l’hélicase Srs2 au niveau des fourches de réplication bloquées afin de prévenir les évènements de RH inappropriés via la dissociation du nucléofilament de Rad51. Préalablement à ce projet, notre équipe a montré que la SUMOylation de PCNA sur la lysine 164 existe chez l’homme et qu’elle est présente en particulier dans les cellules déficientes en polymérase translésionnelle η (Pol η). Au cours de cette thèse, nous avons d’abord examiné la localisation de cette forme SUMOylée et montrons qu’elle s’accumule au niveau des dommages induits par une irradiation aux ultra-violets (UV), ce qui suggère son implication dans la réponse à ce type de lésions.Dans le but de préciser la fonction de cette forme modifiée, nous nous sommes demandé si celle-ci était impliquée dans le recrutement d’une hélicase anti-recombinogène.L’hélicase humaine FBH1 a été proposée récemment comme homologue fonctionnel potentiel de Srs2 : elle complémente partiellement les levures déficientes en Srs2, possède une activité anti-recombinogène et s’accumule aux sites de cassures double brins ou de stress réplicatif. Afin de caractériser plus précisément la fonction et le mode de régulation de l’hélicase FBH1 dans les cellules humaines, nous avons examiné sa localisation subcellulaire en l’absence de dommage et après traitement aux UV et à un agent méthylant l’ADN. Nous montrons que FBH1 est recrutée au niveau des foyers de réplication où elle est colocalisée avec PCNA. Après traitement génotoxique, FBH1 s’accumule aux sites de dommages de l’ADN de façon précoce et transitoire. Nous montrons que PCNA contrôle l’accumulation de FBH1 pendant la réplication et en réponse à des dommages via une interaction directe par le biais de deux motifs distincts d’interaction à PCNA : PIP et APIM. FBH1 n’interagit cependant pas de façon préférentielle avec PCNA-SUMO.De plus, nous montrons que le recrutement de FBH1 est suivi de sa polyubiquitination et de sa dégradation par la voie du protéasome. Cette dégradation dépend de l’action conjuguée de PCNA et du complexe ubiquitine-ligase CRL4Cdt2. Elle est nécessaire au recrutement optimal de Pol η.Notre hypothèse est donc que FBH1 serait recrutée sur l’ADN via une interaction avec PCNA au moment de la réplication ou en réponse à un stress génotoxique, afin de limiter les événements de recombinaison non programmés dépendant de RAD51. Par la suite, PCNA et CRL4Cdt2 provoqueraient la dégradation de FBH1 afin de limiter le temps de résidence de l’hélicase qui pourrait interférer avec la prise en charge des dommages par le mécanisme de synthèse translésionnelle. / Although Homologous Recombination (HR) is required for error-free repair of double-strand breaks and stalled or collapsed replication forks, it has to be highly regulated to prevent unscheduled genome rearrangements and loss of heterozygosity. In yeast S. cerevisiae, the SUMOylated form of Proliferating Cell Nuclear Antigen (PCNA) recruits the DNA helicase Srs2 at stalled replication forks to prevent unscheduled HR events by disrupting Rad51 nucleoprotein. In our laboratory, previous results showed that PCNA is also SUMOylated in human on lysine 164, especially in translesion polymerase η (Pol η) deficient cells.During my phD, I first studied the localization of SUMO-PCNA and showed that it accumulates at UV-induced DNA damage. It suggests that PCNA is involved in the DNA damage response to this kind of lesions. To characterize the function of this modified form of PCNA, we wondered whether it could recruit an anti-recombinogenic helicase.The human FBH1 helicase was recently thought to act as a functional homolog of Srs2, since it can partially complement Srs2-deficient S. cerevisiae strains. Besides, hFBH1 has an anti-recombinogenic activity and accumulates at sites of DNA breaks or replication stress.To further characterize the function and regulation of hFBH1 in human cells, we examined its subcellular localization in response to several DNA damaging agents. Our results showed that, without external treatment, FBH1 accumulates into replication foci where it colocalizes with PCNA. After genotoxic treatment, FBH1 accumulates early ant transiently to DNA damage. We show that PCNA coordinates the accumulation of FBH1 during replication and after DNA damage through direct interaction via two distinct PCNA interaction motifs: PIP and APIM. However, FBH1 does not interact preferentially with SUMO-PCNA.We also show that FBH1 recruitment is followed by its polyubiquitination and degradation by the proteasome. This degradation depends on PCNA and the ubiquitin-ligase CRL4Cdt2 and is required for Pol η proper recruitment to UV-induced DNA damage. These findings suggest that PCNA recruits FBH1 at stalled replication forks or in response to DNA damage to limit unscheduled RAD51-dependent recombination. Then, PCNA and CRL4Cdt2 would promote FBH1 degradation to enable translesion synthesis.

Para melhor entender o envolvimento do NER em lesões oxidativas averiguou-se os efeitos da foto-excitação do azul de metileno (MB) in vitro e in vivo. Verificou-se que MB e luz induzem muitos sítios sensíveis a enzima FPG em DNA plasmidial. Mostrou-se que MB é incorporado por fibroblastos humanos proficientes ou deficientes em NER (XP-A e XP-C) e gerou oxigênio singlete (1O2) intracelularmente. A foto-excitação do MB formou também 8-oxoG em núcleos de fibroblastos. Células mutantes XP-A e XP-C foram mais sensíveis ao tratamento e apresentaram mais danos oxidativos em seu DNA genômico do que células selvagens. Contudo, todas as células mostraram a mesma cinética de reparo das lesões formadas. Além disso, houve mais marcação de g-H2AX nas células mutantes após a foto-excitação do MB. Assim, os resultados sugerem que a excitação do MB gera danos oxidativos e quebras na molécula de DNA, tanto in vitro quanto in vivo e que as proteínas XPA e XPC podem ter algum papel na proteção desse estresse, além da sua sabida participação em reparo de lesões induzidas por luz UV. / In order to study the participation of NER mechanisms in the removal of oxidative DNA lesions, we examined the effects of photoactivated methylene blue (MB) in vitro and in vivo. Plasmid DNA presents more FPG sensitive sites when MB was photoactivated than non-photoactivated. MB can be incorporated by NER-proficient or deficient cells and is able to generate singlet oxygen (1O2) inside cells. We detected also the presence of 8-oxoG in genomic DNA after treatment. XP-A and XP-C deficient cells are more sensitive to MB treatment and were found to have more oxidative DNA lesions than proficient cells. Also, there are more g-H2AX foci in mutant cells after treatment. However, there is a clear similarity in lesions repair kinetic between proficient and deficient cells. Therefore, these results suggest that photoactivated MB generates oxidative damage and DNA strand breaks both vitro and in vivo assays and that XPA and XPC proteins may also have a role in the protection of cellular oxidative stress, in addition to its participation in repair of UV-induced DNA damage.

A integridade do DNA é ameaçada pelos efeitos lesivos de inúmeros agentes físicos e químicos que podem vir a comprometer sua função. Um dos mais versáteis e estudados mecanismos de reparo de DNA é o reparo por excisão de nucleotídeos (NER). Este mecanismo remove lesões que causam distorções na dupla fita de DNA, incluindo dímeros de pirimidina ciclobutano (CPDs) e 6-4 fotoprodutos (6-4 PPs), provocados pela radiação de luz ultravioleta (UV). Em humanos, a síndrome genética xeroderma pigmentosum (XP) apresenta uma alta sensibilidade à luz solar, resultando em um grande aumento na incidência de tumores em regiões expostas da pele e degeneração neurológica progressiva. O gene xpa parece estar envolvido diretamente no reconhecimento de lesões produzidas pela luz UV, atuando tanto no reparo global (GGR) como no reparo acoplado à transcrição (TCR). A modulação da expressão deste gene deve alterar as taxas de reparo no genoma celular, fornecendo valiosa contribuição para o estudo do reparo de DNA no NER e em outras vias distintas. No entanto, não foi possível a atenuação ou inativação total do transcrito XPA, provavelmente devido ao baixo número de moléculas de mRNA nas células e da relativa estabilidade da proteína XPA. A expressão controlada do cDNA xpa em células deficientes XP12RO foi conseguida através da transfecção do vetor indutível por muristerona A, pINXA. O clone INXA15M mostrou-se eficiente na indução da proteína XPA, complementando células XP12RO. Quantidades reduzidas de XPA foram suficientes para a complementação total de células XP12RO na sobrevivência frente à luz UV, ou para a atividade de reparo de DNA no genoma global. Entretanto, observou-se uma maior incidência de células apoptóticas em períodos de tempo curtos após a UV, quando comparamos com células proficientes para o reparo de DNA (HeLa). O vetor adenoviral portando o cDNA xpa (AdyXPA) mostrou-se eficiente na complementação de fibroblastos derivados de pacientes XPA. Apesar do curto período de expressão do transgene e da conhecida reação imunológica produzida pelos adenovirus, este vetor representa uma potencial ferramenta para testes de complementação, identificação de mutações e busca de sistemas de correção gênica de pacientes XP. / The DNA integrity is always threatened by the damage effects of physical and chemical agents that could jeopardy its function. The nucleotide excision repair (NER) is one of the most known and flexible mechanisms of DNA repair. This mechanism can recognize and remove DNA double-helix distortion, including the cyclobutane pyrimidine dimers (CPDs) and the pyrimidine-pyrimidone (6-4) photoproduct, promoted by ultraviolet light (UV). The human syndrome xeroderma pigmentosum (XP) is clinically characterized chiefly by the early onset of severe photosensitivity of the exposed regions of the skin, a very high incidence of skin cancers and frequent neurological abnormalities. The xpa gene seems to be involved during the UV damage recognition, in both global genome repair (GGR) and transcription-coupled repair (TCR). This gene modulation may modify the DNA repair rate in the cell genome, providing valuable contribution to the NER understanding and other DNA repair pathways. However, the complete inactivation or even the attenuation of the XPA transcript was not possible, mainly because of the low abundance mRNA per cell and the high stability of the XPA protein. The controlled expression of the cDNA xpa in XP12RO deficient cells was achieved through the transfection of a muristerone-A inducible vector, pINXA. The INXA15M clone shows good induction of the XPA protein and total complementation of XP12RO cells deficiency. Small quantities of the XPA protein do not interfere in the cellular UV sensitivity and the DNA repair activity in the global genome. Nevertheless, a higher number of cells in the apoptotic process were detected in short periods of time after UV light when compared to normal cells (HeLa). The adenovirus vector carrying the cDNA xpa (AdyXPA) can efficiently complement XPA patients’ fibroblast cells. In spite of the short period of the transgene expression and the known imunological reaction caused by adenovirus, this vector represents a potential tool for gene complementation diagnostic and gene correction in XP patients.

Os astrocitomas são os tumores cerebrais primários mais frequentes, dentre os quais, o glioblastoma multiforme (GBM) é o tipo mais agressivo, sendo classificado como astrocitoma de grau IV. O tratamento envolve remoção cirúrgica seguida de quimio e radioterapias, porém essa abordagem não é eficaz devido à alta resistência das células tumorais. Em um trabalho anterior, buscando caracterizar os mecanismos associados à esta característica, investigamos a expressão de genes de reparo de DNA em astrocitomas de diferentes graus. Foram encontradas alterações em 19 genes. Através da combinação destas alterações em todos os arranjos possíveis, definimos um grande conjunto de assinaturas de expressão gênica que foi utilizado como filtro para a busca de correlação em bancos de dados públicos. No total, 421 assinaturas foram associadas à redução na sobrevida dos pacientes, sendo que cinco dos genes (EXO1, NEIL3, BRCA2, BRIP1 e DDB2) foram isoladamente relacionados ao pior prognóstico. Notavelmente, DDB2 foi o único gene subexpresso a apresentar esta correlação, levando a um risco de morte aproximadamente três vezes maior. No presente estudo in vitro, após radiação ionizante, observamos que células com baixos níveis de DDB2 reparam mais rapidamente as quebras induzidas no DNA, saem mais facilmente da parada de ciclo na fase G2/M e se tornam ainda mais resistentes a este tratamento. Além disso, o silenciamento de DDB2 induziu o aumento dos níveis de Zeb1, um importante promotor da transição epitélio-mesênquima, bem como dos índices de invasão e migração celular. Estes dados mostram que a redução nos níveis de DDB2 induz um fenótipo mais agressivo, corroborando a correlação com pior prognóstico dos pacientes observado anteriormente. Tomados em conjunto, esses resultados sugerem que a função de DDB2 não está limitada ao âmbito do reparo de DNA, apontam uma potencial relação com o controle da transição epitélio-mesênquima e mostram que este gene possui papel fundamental no estabelecimento da agressividade e resistência de GBM. / Astrocytomas are the most common primary brain tumors. Glioblastoma multiforme (GBM) is the most aggressive type and is classified as grade IV astrocytoma. The treatment involves surgical resection followed by chemo and radiotherapies, however this approach is not effective due to the high resistance of tumor cells. In a previous work, to characterize the cellular mechanisms associated to this characteristic, we investigated the expression of DNA repair genes in samples of different astrocytoma grades. We found alterations in 19 genes. By combining these expression changes in all possible arrangements, a large set of gene expression signatures was defined and used as a filter to seek correlations in public databases. As a result, 421 signatures were associated with reduced patient survival. Among them, five genes (EXO1, NEIL3, BRCA2, BRIP1 and DDB2) were individually related to worse prognosis. Notably, DDB2 was the only down regulated gene to exhibit this correlation, making the risk of death approximately three times higher. In the present in vitro study, after ionizing radiation, we observed that cells with low levels of DDB2 are capable of faster DNA breaks repair, easily exit the G2/M arrest and become even more resistant to this treatment. Furthermore, DDB2 silencing enhanced the levels of Zeb1, an important promoter of the epithelial-mesenchymal transition, as well as the rates of cell invasion and migration. These data indicate that DDB2 knockdown leads to a more aggressive cell behavior, corroborating the association with worse prognosis previously observed. Taken together, these results suggest that DDB2 function is not limited to DNA repair, they point out its potential participation in epithelial-mesenchymal transition control and show that this gene might play a key role in GBM\'s aggressiveness and resistance.

O gene thi1 foi isolado a partir de uma biblioteca de cDNA de A. thaliana devido à sua capacidade de complementar mutantes de E. coli para rotas de reparo de DNA. O posterior seqüenciamento desse gene permitiu a identificação de similaridade com genes de fungos ativados em condições de estresse ou ativados na ausência de tiamina (vitamina B1). A síntese de tiamina é de grande importância já que na forma pirofosfatada é coenzima essencial para vários processos vitais das células. No presente estudo, foi realizada a caracterização funcional do gene thi1 utilizando-se, para tanto, linhagens de A. thaliana mutante e/ou com expressão diferencial desse gene. Foram analisados parâmetros biológicos como viabilidade de sementes, antioxidantes, danos no DNA, e atividade transcricional e traducional do gene thi1. Foi iniciado, também, o processo de padronização da quantificação de tiamina em plantas. Foi observado, para a linhagem mutante, menor viabilidade de sementes, maior produção de antioxidantes e maior quantidade de danos no DNA de cloroplastos. Quanto à atividade transcricional e traducional, foi observado que o gene thi1 apresenta um pico de expressão no período da tarde com um ritmo circadiano em potencial. Além disso, o acúmulo da proteína nos tecidos acompanha o perfil de expressão de RNAm thi1, o que sugere que o modo de regulação primária do gene é em nível transcricional. A análise comparativa de proteína por gel bi-dimensional entre as linhagens selvagem e mutante permitiu a identificação de quatro proteínas em maior quantidade na mutante, sendo duas identificadas por seqüenciamento: enolase e fosfoglicerato desidrogenase. Na análise de tiamina foi observado que a linhagem mutante acumula um composto, não identificado, que emite fluorescência no mesmo comprimento de onda que as tiaminas, sendo, provavelmente, um precursor do tiazol. Os resultados obtidos nesse trabalho indicam que THI1 defectivo acarretaria em desbalanço metabólico e, não necessariamente, que o gene thi1 estaria envolvido em dupla função. Em bactérias, entre os precursores de tiazol, estão a cisteína e o gliceraldeído 3-fosfato (G3P). O G3P em excesso seria deslocado para o ciclo de Calvin a fim de regenerar a ribulose 1,5-bisfosfato. Maior quantidade de G3P, maior taxa fotossintética, maior produção de ROS, maior produção de antioxidantes na mutante. A maior disponibilidade de G3P aumentaria o fluxo de glicólise e, consequentemente, de respiração mitocondrial, aumentando a taxa de ROS. A fosfoglicerato desidrogenase, em maior quantidade na mutante, está envolvida na síntese de cisteina que acarreta na produção de glutationa. A glutationa e a cisteína, por sua vez, atuariam induzindo o promotor da SOD, acarretando, então, na produção de mais antioxidantes. Todos esses antioxidantes estariam envolvidos na detoxificação de ROS presente em excesso na linhagem mutante, que levaria à menor viabilidade de sementes e maior quantidade de danos no DNA. Devido à grande quantidade de ROS, haveria superexpressão de enolase, envolvida no bloqueio da proliferação celular e, subsequentemente, em morte celular programada, o que explicaria o retardo no desenvolvimento da linhagem mutante / thi1 gene was previously isolated from A. thaliana cDNA library due to its capacity to complement mutant Escherichia coli defective in DNA repair. The late analyse of this gene showed its similarity with yeast genes activated under stress conditions or activated in the absence of thiamine. It means that THI1 has bifunctional activity, being involved in thiamine biosynthesis and repair/tolerance to DNA damage. The thiamine biosynthesis is important because its phosphorilated form is a coenzyme essential to several vital process at the cell. The repair/tolerance to DNA damage shows its importance because it is necessary to maintenance the genetic stability of the individual. In the present study, we report the functional characterization of thi1 gene using A. thaliana lines with differential expression of this gene. We analyzed the seed viability, the fresh weight of different lines, thi1 mRNA expression, the amount of protein produced and the expression in situ using the thi1-GUS construction in different conditions. Besides that we quantified free radicals in the wild-type (WT) and mutant lines and analysed the response of the mutant line, with defective THI1, to the production of antioxidant enzymes and non-enzimatics antioxidants. We also quantified DNA damage in chloroplast of WT and mutant lines and we did comparative proteomic analysis between and began the standardization of the thiamine quantification in plants. All these results together lead us up to a better understanding about THI1 activity at the cellular metabolism. Previous results suggested that besides thiamine synthesis, THI1 would be involved in repair/tolerance to DNA damage. Results obtained in this study strengthen the hypothesis of this another function of the thi1 gene. Considering that the mutant line does not produce a higher quantity of ROS, as indicated by hydrogen peroxide quantification, but shows more antioxidants and more DNA damage, probably the genetic material of this line is more susceptible to damage, showing that the defective THI1 protein could not protect it efficiently.

As radiações ionizantes (RI) são amplamente utilizadas na área médica, principalmente para diagnóstico e terapia. Uma vez que a exposição às radiações implica em sérias complicações para a saúde humana e para o meio ambiente, torna-se relevante a compreensão dos mecanismos moleculares que coordenam as respostas em diferentes tipos celulares, especialmente em células normais. A taxa de dose (TD) é um importante fator a ser considerado em radiobiologia, com base em alguns estudos sobre a sua influência nas respostas celulares. Nesse contexto, duas TD distintas (0,5 e 2,0Gy/min) foram testadas para verificar a influência da TD na expressão gênica e protéica em fibroblastos e linfócitos humanos. Fibroblastos primários em estado de confluência foram irradiados com 4Gy e linfócitos com 2 Gy, sob as TDs de 0,5 e 2,0 Gy/min. Em fibroblastos, o RNA foi coletado 6 h após a irradiação, tempo em que foram analisados os níveis de expressão gênica pelo método de microarranjos de cDNA e, para alguns genes de reparo do DNA e algumas proteínas (H2AX, PCNA e FEN1) a expressão foi analisada por qPCR e Western blot, respectivamente, em ambos os tipos celulares, 2 e 6 h após a irradiação. A análise de expressão gênica por microarranjos de cDNA efetuada pelo programa SAM revelou 94 genes (FDR < 0.05) induzidos sob a TD de 0,5 Gy/min. Os principais processos biológicos associados aos genes modulados foram metabolismo, reparo do DNA, apoptose e resposta ao estresse. Por outro lado, 34 genes foram modulados nas células irradiadas sob a taxa de dose de 2,0 Gy/min. Nesta TD, os processos biológicos de maior importância foram: metabolismo, reparo do DNA, replicação, resposta ao estresse e apoptose. Na análise por qPCR, alguns genes de reparo (ERCC1, ERCC3 (ou XPB), XPF, XPA, FEN1) e ATM (sensor de dano) apresentaram uma ampla diferença na modulação gênica detectada em resposta à variação na TD, principalmente nos fibroblastos analisados 2 h após a irradiação. Entretanto, essa diferença foi menor nos linfócitos. Em linfócitos houve um maior número de genes do NER reprimidos relativamente aos fibroblastos, principalmente quando se consideram as células analisadas 2 h após a irradiação, sugerindo que em linfócitos irradiados sob a menor TD, outras vias alternativas de reparo do DNA podem ter ocorrido, possivelmente para lesões do tipo quebra dupla, que são eficientemente induzidas por 2 Gy. A análise protéica de expressão da proteína PCNA indicou que esta se mostrou reprimida nos fibroblastos irradiados com a maior TD, enquanto que a expressão de H2AX nos linfócitos diminuiu 6 h após a irradiação. A proteína PCNA apresentou potencial como um bom indicador dos efeitos de diferentes TDs em fibroblastos irradiados. Em conjunto, os resultados do presente trabalho mostraram uma ampla variedade de processos biológicos envolvidos na resposta ao estresse gerado pela irradiação sob duas diferentes TDs em células humanas (linfócitos e fibroblastos) demonstrando que a TD realmente é capaz de influenciar as respostas celulares em nível transcricional e protéico, o que ainda não foi descrito na literatura. Assim, os resultados constituem informações relevantes que podem contribuir para o esclarecimento das respostas moleculares e vias de sinalização em células normais irradiadas. / Ionizing radiation (IR) has been widely applied in medicine, mainly in diagnosis and therapy purposes. Considering that the exposure to radiation lead to serious complications to human health and environment, it has been relevant to study molecular mechanisms underlying cell responses to gamma-rays in different cell types, especially in normal cells. In radiobiology, dose rate (DR) is an important factor to be taken in account, on the basis of previous results in the literature. In this context, two distinct DR (0.5 and 2.0Gy/min.) were tested aiming to verify the influence of DR on profiles of gene and protein expression displayed by human fibroblasts and lymphocytes. Confluent primary fibroblasts were irradiated with 4Gy and lymphocytes with 2 Gy of -rays, doses delivered at 0.5 and 2.0 Gy/min. RNA was extracted at 6 h post-irradiation for the expression analysis by the cDNA array method in fibroblasts. Few DNA repair genes and proteins (H2AX, PCNA and FEN1) were analyzed by qPCR and Western blot, respectively, in both cell types, at two time-points (2 and 6 h post-irradiation). Results on gene expression were analyzed by the SAM method, which indicated 94 up-regulated genes (False discovery rate < 0.05) at 0.5 Gy/min. The most significant biological processes associated with modulated genes were metabolism, DNA repair, apoptosis signaling and stress response. On the other hand, 34 genes were modulated in cells irradiated at 2.0 Gy/min. (4 up-regulated and 30 down-regulated genes). For such DR, the major biological processes were metabolism, DNA repair, replication, stress response and apoptosis. By using qPCR method, some DNA repair genes (ERCC1, ERCC3 (or XPB), XPF, XPA, FEN1) and ATM (damage sensor) were studied. A wide difference in gene modulation was detected in response to different DR, mainly for fibroblasts analyzed at 2 h post-irradiation. However, this difference was slight in lymphocytes, suggesting that other alternative repair pathways could occurr in irradiated lymphocytes under low TD, possibly in consequence of DNA lesions such as double strand breaks, which are efficiently induced by 2 Gy. Interestingly, the expression of PCNA was down-regulated in fibroblasts irradiated at 2.0 Gy/min, while the expression of H2AX in lymphocytes decreased at both DR 6 h post-irradiation, These findings indicated several biological processes involved in stress responses generated by irradiation at two different DR in human cells. Actually, DR influenced cellular responses at transcriptional and protein levels. These data obtained at molecular level provide relevant information towards clarifying the mechanisms underlying cellular responses displayed by irradiated- normal cells.

L'objectif principal de chaque forme de vie à transmettent fidèlement aux descendants ainsi que les renseignements génétiques auto - survie. Agents endogènes et environnementales en attaque ce processus. Pour résister à ces menaces et protéger le génome intégré, les cellules ont développé des systèmes permettant de détecter leur présence et l'adn de signalisation des dommages - intérêts, la médiation leur réparation. Notre étude porte sur un patient nés de parents consanguins présentant une insuffisance médullaire précoce, les anomalies de développement (microcéphalie et longueur des télomères caractéristiques dimorphes) EBV-B fibroblastes et lignées cellulaires ont été peu sensible à la MMC, mais a montré une forte sensibilité à la phléomycine et IR, plaidant pour un défaut de réparation de l'adn dans ce patient. Cela a également été confirmé par la persistance de foyers 53BP1 après ça. L'ensemble des études et exome genome - wide association a révélé un séquençage exon 13 mutations homozygotes est hérité de l'adn codant pour la ERCC6l2 putatif du poids RAD26l hélicase. La forme de ERCC6l2 décrits dans les bases de données n'a pas compléter le phénotype cellulaire in vitro. Une analyse a révélé une alternative possible in silico isoforme de ERCC6l2 850aa contenant un complément 6 - exons codant la réalité qui était assuré par le clonage moléculaire. On appelle cette autre isoforme hebo. La sensibilité des cellules à hebo maintenant complété la phléomycine, validant ainsi les identifié la mutation. Les deux ercc6l2 courte et hebo est exprimée de façon ubiquiste, mais seulement hebo est localisée dans le noyau. Des expériences ont démontré que les micro - irradiation hebo est recruté pour des lésions de l'adn. Ni le ercc6l2 court, ni ce formulaire auquel était annexé un signal - localiser d'adn SV40 sna dommages dans ces expériences. Nous avons exploré davantage que le recrutement de hebo dépend de nbs 1. / The main objective of every life form is to faithfully transmit genetic information to offspring as well as self-survival. Various endogenous and environmental agents constantly assault this process. To resist these threats and to protect the genome integrality, cells have evolved systems capable of detecting DNA damages, signaling their presence and mediating their repair. Our study focuses on a patient born from consanguineous parents presenting with early bone marrow failure (BMF), developmental anomalies (microcephaly and dimorphic features) but normal telomere length. Fibroblasts and EBV-B cell lines were slightly sensitive to MMC but showed a marked sensitivity to phleomycin and IR, arguing for a DNA repair defect in this patient. This was also confirmed by the persistence of 53BP1 foci following IR. Genome wide association studies and whole exome sequencing revealed an inherited homozygous nonsense mutation in exon 13 of ERCC6L2 coding for the putative DNA helicase Rad26L. Unexpectedly, the wt. form of ERCC6L2 described in the databases did not complement the cellular phenotype in vitro. An in silico analysis revealed a possible alternative isoform of ERCC6L2 containing additional 6 C-terminus exons encoding 850aa, the reality of which was ascertained by molecular cloning. We named this alternative isoform Hebo. The Hebo now complemented the cellular sensitivity to phleomycin, thus validating the identified mutation. Both ERCC6L2-short and Hebo are ubiquitously expressed, but only Hebo is localized into the nucleus. Micro irradiation experiments demonstrated that Hebo is recruited to DNA lesions. Neither the ERCC6L2-short, nor this form to which was appended an SV40 nls signal did localize to DNA damages in these experiments. We further explored that the recruitment of Hebo is dependent on NBS1 manner.

A atividade da serotonina (5-HT) pode estar envolvida no desenvolvimento do câncer colorretal, embora detalhes desse processo permaneçam desconhecidos. Camundongos knockout (KO) para triptofano hidroxilase 1 (Tph1) falham em sintetizar 5-HT e fornecem um sistema modelo apropriado para estudar o papel deste neuro-hormônio na carcinogênese colorretal. Animais Tph1KO apresentaram um desenvolvimento reduzido de tumores alográficos e tumores colorretais induzidos por colite. No entanto, o tratamento carcinogênico colorretal promoveu um aumento do número de tumores induzidos pela exposição à um carcinógeno. Também se observou uma alta intensidade de dano de DNA no nicho de células-tronco do cólon, bem como uma redução na populações de células enteroendócrinas e aumento daquelas unidades caliciformes. Antes da ativação da ataxia telangiectasia relacionada a Rad 3 (ATR) e proteína 53 relacionada à transformação (Trp53), a síntese de 5-HT promoveu a atividade da O-6-metilguanina-DNA metiltransferase (MGMT) em resposta à exposição carcinogênica. O resgata da síntese de 5-HT através do tratamento com 5-hidroxitriptofano reduziu o dano de DNA induzido pela radiação. O papel protetor da 5-HT foi confirmado em camundongos transgênicos com perda específica da expressão de Tph1 nos intestinos. Esta investigação demonstra um papel protetor da síntese de 5-HT contra o desenvolvimento da carcinogênese colorretal. / Serotonin (5-HT) activity may impact on the development of colorectal cancer. However, details of this process remain unknown. Tryptophan hydroxylase 1 knockout (Tph1KO) mice fail to synthesize 5-HT and provide an appropriate model system to study the role of this neurohormone in colorectal carcinogenesis. Tph1KO mice have a decreased development of allograft tumors and colitis-induced colorectal tumors. However, colorectal carcinogen treatment led to increased tumor numbers, with high DNA damage intensity in the colonic stem cell niche. It was related to decreased numbers of enteroendocrine cells but an increase in the goblet cell population. Indeed, 5-HT synthesis promoted O-6-methylguanine-DNA methyltransferase activity in response to azoxymethane before activating ataxia telangiectasia and Rad3 related (ATR) and transformation related protein 53 (Trp53) expression. Radiation-induced DNA damage could be rescued by 5-hydroxytryptophan. The protective role of 5-HT was confirmed in transgenic mice with intestine-specific loss of Tph1 expression. This investigation reveals a protective role of 5-HT synthesis against the development of colorectal carcinogenesis.