Strahlungsinduzierte Doppelstrangbrüche erfordern ATM, aber nicht Artemis für die homologe Rekombination während der S-Phase.

Doppelstrangbrüche (DSBs) werden durch zwei unterschiedliche Wege repariert, nicht-homologe Endverbindung (NHEJ) und homologe Rekombination (HR). Die Endonuklease Artemis und die PIK-Kinase Ataxia-Telangiectasia Mutated (ATM), die bei prominenten humanen Radiosensitivitätssyndromen mutiert sind, sind für die Reparatur einer Untergruppe von DSBs über NHEJ in G1 und HR in G2 unerlässlich. Beide Proteine ​​sind an der Resektion des DNA-Endes beteiligt, einem obligatorischen Schritt vor der Homologiesuche und der Strangpaarung bei HR. Hier zeigen wir, dass während der S-Phase Artemis, aber nicht ATM für HR von strahlungsinduzierten DSBs entbehrlich ist. In replizierenden AT-Zellen bilden sich allmählich zahlreiche Rad51-Herde, was auf einen Rad51-Rekrutierungsprozess hinweist, der unabhängig von der ATM-vermittelten Endresektion ist. Diese mit Rad51 verzierten DSBs blieben während der S- und G2-Phase bestehen, was auf eine unvollständige HR hindeutet, was zu nicht reparierten DSBs und einem ausgeprägten G2-Stillstand führte. Wir zeigen, dass die Beladung von Rad51 in AT-Zellen von funktionellem ATR/Chk1 abhängt. Die ATR-abhängige Checkpoint-Reaktion wird höchstwahrscheinlich aktiviert, wenn die Replikationsgabel auf strahlungsinduzierte Einzelstrangbrüche trifft, was zur Erzeugung langer Abschnitte einzelsträngiger DNA führt. Zusammen bieten diese Ergebnisse neue Einblicke in die Rolle von ATM für die Initiierung und den Abschluss von HR während der S- und G2-Phase. Der DSB-Reparaturdefekt während der S-Phase trägt signifikant zur Radiosensitivität von AT-Zellen bei.

Sabrina Köcher, Thorsten Rieckmann, Gabor Rohaly, Wael Y Mansour, Ekkehard Dikomey, Irena Dornreiter und Jochen Dahm-Daphi

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