Molecular mechanisms of checkpoint signalling and termination

Abstract

Pro udržení integrity genomu využívají buňky extensivní signální síť nazývanou buněčná odpověď na poškození DNA (DNA damage response). DDR je schopná aktivovat kontrolní body buněčného cyklu (checkpoints), které brání dalšímu průchodu buněčným cyklem a umožňují buňce opravit poškozenou DNA. Poruchy těchto ochranných mechanismů se projevují závažnými lidskými onemocněními, především rozvojem rakoviny. Cílem teto práce je přispět k porozumění toho jak buňky negativně regulují DDR a signalizaci kontrolních bodu buněčného cyklu. Zaměřili jsme se zejména na fosfatázu Wip1 (PPM1D), která je hlavním negativním regulátorem DDR a je nezbytná pro zotavení z kontrolních bodu. Nejprve jsme ukázali, že Wip1 je degradovaná během mitózy APC- Cdc20-dependetním mechanismem. Wip1 je dále v průběhu mitózy fosforylována na několika aminokyselinách, což vede k inhibici její enzymatické aktivity. Navrhujeme, že inhibice Wip1 umožňuje buňkám adekvátně reagovat i na nízkou hladinu poškození DNA, ke kterému dochází i při nenarušené mitóze. V následující publikaci jsme se zabývali tím, proč mitotické buňky spouštějí pouze časnou DDR a nepokračují k akumulaci opravných faktoru jako je 53BP1. Ukázali jsme, že 53BP1 je fosforylován kinázami CDK1 a Plk1 uvnitř motivu, který je zodpovědný za jeho vazbu na ubiquitin. Tyto...

Cells employ an extensive signalling network to protect their genome integrity, termed DNA damage response (DDR). The DDR can trigger cell cycle checkpoints which prevent cell cycle progression and allow repair of DNA damage. The failures in these safeguarding mechanism are represented by serious human malignancies, most predominantly by cancer development. This work aims to contribute to the understanding of how do the cells negatively regulate DDR and cell cycle checkpoint signalling. We focused mainly on Wip1 (PPM1D) phosphatase, which is a major negative regulator of DDR and is indispensable for checkpoint recovery. Firstly, we have shown that Wip1 is degraded during mitosis in APC-Cdc20 dependent manner. Moreover, Wip1 is phosphorylated at multiple residues during mitosis, resulting in inhibition of its enzymatic activity. We suggest that the abrogation of Wip1 activity enables cells to react adequately even to low levels of DNA damage encountered during unperturbed mitosis. In the following publication, we have investigated why the mitotic cells trigger only early events of DDR and do not proceed to the recruitment of DNA repair factors such as 53BP1. We showed that 53BP1 is phosphorylated within its ubiquitination-dependent recruitment domain by CDK1 and Plk1. These phosphorylations prevents...