Regulation of the DNA damage response by R2TP mediated MRN complex assembly and control of 53BP1 localisation.

Abstract

(Czech) Dvouvláknové zlomy jsou nejnebezpečnějším typem poškození DNA. Proteinový komplex MRN a protein 53BP1 hrají důležitou roli při opravě dvouvláknových zlomů DNA a jsou proto nezbytné pro udržení stability DNA a prevenci rakoviny. Dvouvláknové zlomy mohou být opraveny dvěma hlavními způsoby - homologní rekombinací a nehomologním spojením konců DNA. MRN detekuje dvouvláknové zlomy DNA a aktivuje signalní kaskády vedoucí k opravě DNA nebo buněčné apoptoze. Zároveň komplex MRN pomáhá během nehomologního spojení konců DNA začistit konce DNA a vytvořit jednořetězcové úseky DNA potřebné pro homologní rekombinaci. 53BP1 inhibuje resekci DNA, čímž podporuje nehomologní spojení konců na úkor homologní rekombinace. V této práci ukazujeme, že MRE11 se váže na šaperonový komplex R2TP prostřednictvím místa fosforylovaného CK2. Snížení hladiny R2TP komplexu nebo zmutování vazebného místa pro MRE11 vede k destabilizaci MRE11 a k narušení opravy DNA. Podobný fenotyp byl pozorován v buňkách pacientů s dědičným syndromem ataxie-telangiectasie (ATLD), které obsahují zkrácený protein MRE11, v němž chybí vazebné místo pro komplex R2TP. Vzhledem k funkci R2TP jako molekulárního šaperonu předpokládáme, že R2TP je důležitý pro sestavovaní nebo kontrolu kvality komplexu MRN. Dále jsme prozkoumali procesy důležité pro...

DNA double strand breaks are the most dangerous type of DNA damage. The MRN complex and 53BP1 have essential functions in the repair of DNA double strand breaks and are therefore important for maintaining genomic stability and preventing cancer. DNA double strand breaks are repaired by two main mechanisms - homologous recombination and non- homologous end joining. The MRN complex senses DNA double strand breaks and activates a cascade of posttranslational modifications that activates and recruits other effector proteins. In addition MRN mediated resection is important for removing adducts in non-homologous end joining and creating single stranded DNA required for homologous recombination. 53BP1 is recruited to DNA double strand breaks by site specific ubiquitinations and inhibits DNA resection, thereby promoting non-homologous end joining at the expense of homologous recombination. In this thesis we show that MRE11 binds to the R2TP chaperone complex through a CK2 mediated phosphorylation. Knockdown of R2TP or mutating the MRE11 binding site leads to decreased MRE11 levels and impaired DNA repair. Similar phenotype has been observed in cells from patients with ataxia-telangiectasia-like disorder (ATLD), containing MRE11 deletion mutation which is missing the R2TP complex binding site. Based on R2TP...