Vývoj a testování buněčných modelů kondiciální inaktivace ISWI ATPázy Smarca5

Abstract

The eukaryotic nuclear processes such as replication, DNA damage repair (DDR) and transcription are highly dependent on the regulation of chromatin structure. The dynamic changes in chromatin accessibility are controlled by a class of chromatin-remodeling factors which form multimeric complexes and use ATP as the source of their helicase activity. In this study we have established a mouse embryonic fibroblast in vitro model with conditional inactivation of chromatin remodeling ATPase Smarca5 and used this powerful tool to test the regulation of cell cycle, proliferation and DDR signaling in conditions with low Smarca5 activity. Our results show that decreased dosages lead to decreased proliferation apparent already within few days post induction of Smarca5 deletion that is accompanied with decrease of cells in S and M phases of cell cycle, increasing cell ploidy and accelerated cell senescence. Additionally, the Smarca5 depleted cells upregulated many protein markers associated with DNA damage and cellular stress. Our results thus indicate that Smarca5 has indispensable roles during cell proliferation including in the maintenance of genome integrity during S phase of cell cycle.

Jaderné procesy eukaryotických buněk (replikace, transkripce, opravy poškozené DNA a další) jsou z velké části závislé na regulaci chromatinové struktury. Dynamické regulace změn na úrovni chromatinové struktury se účastní i chromatin-remodelační faktory, využívající energii z hydrolýzy ATP. Jedním z těchto faktorů je protein Smarca5 (Snf2h), který je schopen samostatně, nebo s pomocí vazebných partnerů, lokálně měnit strukturu chromatinu. Cílem této práce bylo vytvořit a následně otestovat in vitro model myších embryonálních fibroblastů (MEF) s podmíněnou (kondiciální) delecí genu Smarca5 a testovat vliv této delece na obecné buněčné procesy, jimiž jsou například regulace buněčného cyklu, schopnost proliferace či proces opravy poškozené DNA. Výsledky naznačují, že u linií s deplecí proteinu Smarca5 dochází k výraznému narušení rychlosti proliferace již několik dní po indukci delece. Toto narušení proliferace je doprovázeno zvyšující se ploiditou a snížením množstvím buněk v S fázi a v mitóze. Po depleci proteinu Smarca5 bylo v liniích pozorováno také zvýšené zastoupení buněk v senescenci. Imunoblotová analýza ukázala, že u buněk po depleci Smarca5 dochází k nárůstu markerů indukujících poškození DNA. Získaná data naznačují, že protein Smarca5 hraje roli převážně v replikaci a pravděpodobně v...