The functional in vitro analysis of the BRCA1alternative splicing variants

Abstract

Úvod: Inaktivace tumor supresorového genu BRCA1 je predispozičním faktorem vzniku karcinomu prsu a ovaria. Vznik funkčně odlišných nádorově specifických alternativních sestřihových variant může být možným mechanismem snižujícím aktivitu BRCA1 v procesu reparace dvouřetězcových zlomů DNA (DDSB). V této práci jsme funkčně charakterizovali dvě alternativní sestřihové varianty BRCA114-15 a BRCA117-19, nalezené v průběhu genetického screeningu jedinců s vysokým rizikem vzniku karcinomu prsu.Metody: Pro funkční in vitro analýzu jsme vytvořili modelový systém klonů buněčné linie MCF-7 stabilně exprimujících zkoumané varianty. Pomocí comet assay a konfokální imunomikroskopie jsme v tomto systému sledovali vliv BRCA114-15 a 17-19 variant na kinetiku reparace DDSB a proliferaci. Aktivita DNA reparačních procesů byla stanovena přímo pomocí in vitro NHEJ assay a nepřímo testem senzitivity na mitomycin C. Proliferační aktivita byla stanovena klonogenním testem a růstovými křivkami. Výsledky: Exprese BRCA114-15 a 17-19 zvyšuje v MCF-7 buňkách úroveň endogenního poškození DNA, zpomaluje reparaci DDSB, negativně ovlivňuje tvorbu reparačních komplexů v počáteční fázi reparace a prodlužuje jejich trvání. Varianty BRCA114-15 a 17-19 rozdílně ovlivňují aktivitu HR, NHEJ a radiosensitivitu MCF-7 buněk. Závěr: Zvýšení exprese...

BACKGROUND: The inactivation of the tumor suppressor gene BRCA1 is a predisposing factor for a breast/ovarian cancer development. Formation of cancer-specific alternative splicing variants with aberrant biological properties can represent additional mechanism decreasing the overall BRCA1 activity in DNA double strand break (DDSB) repair. In this study, we analyzed BRCA1 alternative splicing variants BRCA114-15 and 17-19 ascertained previously during the screening of high-risk breast cancer individuals. METHODS: We established a stable MCF-7 cell line-based model system for an in vitro analysis of BRCA1 variants. Using this system, we analyzed the impact of BRCA114-15 and 17-19 variants on DNA repair kinetics using comet assay and confocal immunomicroscopy. The capacity of DNA repair was assessed directly by an in vitro NHEJ assay and indirectly by a mitomycin C sensitivity test. The proliferation activities were determined by a clonogenic assay and growth curves. RESULTS: Overexpression of BRCA114-15 and 17-19 increases the endogenous level of DNA damage, slows down the DDSB repair, and decelerates the initial phase of radiation-induced foci formation and prolongs their persistence. Moreover, BRCA114-15 and 17-19 differentially influence the activity of HR and NHEJ and sensitivity of MCF-7 cells to ionizing...