Impact of DNA double-strand break response factors on B and T lymphocyte development

Abstract

Sammendrag på norsk

Virkningen av DNA-dobbeltrådbrudd responsfaktorer på B- og T-lymfocytt utvikling De mest cytotoksiske DNA-skadene i en celle er forårsaket av brudd på dobbelttrådet DNA (DSB). NHEJ er en essensiell DNA-reparasjonsmekanisme som detekterer, prosesserer, og ligerer dobbelttrådet DNA brudd. NHEJ er også nødvendig for V(D)J-rekombinasjon i utviklingen av B- og T-lymfocytter og for klasse bytte rekombinasjon (CSR) i utviklede Bceller. Gjennom NHEJ danner Ku70 og Ku80 en heterodimer som gjenkjenner brudd i dobbelttrådet DNA og fremmer rekrutering av nedstrøms faktorer som DNA-PKcs, Artemis, XRCC4, LIG4, PAXX, XLF og MRI. Mangel på NHEJ-faktorer, slik som Ku, DNA-pkcs, Xlf eller Paxx, fører til varierende menger DNA-reparasjonsdefekter i mus, mens mangel på Xrcc4 eller Lig4 fører til embryonal død. Kombinert inaktivering av XLF og DNA-PKcs, XLF og PAXX, eller XLF og MRI fører til embryonal død hos mus, samt økt genetisk ustabilitet i cellene. Inntil nylig var det uklart om MRI virkelig var en NHEJ-faktor, og om den var nødvendig for embryonal utvikling og utvikling av lymfocytter. Derfor, i artikkel I, genererte vi Mri-/- mus for å belyse hvordan B- og T-celleutvikling ble påvirket. Her viste vi at mus uten MRI hadde normal kroppsstørrelse og antall B- og T-lymfocytter sammenlignet med WT-mus. Likevel ble det detektert at MRI var nødvendig for effektiv CSR i utviklede B-celler. I likhet med NHEJ fungerer DNA-skade reparasjonsveier (DDR) som respons på V(D)J-rekombinasjon under utvikling av B- og T-lymfocytter. DDR-faktoren MDC1 og NHEJ-faktoren XLF er foreslått å ha funksjoner før DNA ligeringen. Derfor, i artikkel II, undersøkte vi påvirkningen av kombinert inaktivering av Mdc1 og Xlf på V(D)J rekombinasjon i både in vivo og in vitro studier. Vi fant at en kombinert inaktivering av Mdc1 og Xlf resulterte i embryonal dødelighet. MDC1 stimulerer V(D)J rekombinasjon i celler uten XLF. I artikkel III undersøkte vi om inaktivering av en eller to alleler av Trp53 kunne redde dødeligheten til Xlf-/-Mri-/- mus, og om kombinert mangel på XLF og MRI eller XLF og PAXX in vivo avbryter B- og T-celleutvikling. Her viste vi at ved å fjerne Trp53 unngår en embryonal dødelighet i Xlf-/-Mri-/- og Xlf-/Paxx-/-mus. Vi demonstrerte at disse musene hadde redusert kroppsvekt og størrelse på milt, thymi, mangel på modne B-celler i milten, og dramatisk redusert antall T-celler i både milt og thymus. I disse tre studiene har vi vist at det er komplekse genetiske interaksjoner mellom NHEJ gener og mellom NHEJ og DDR faktorer. Videre, genetisk modifiserte musemodeller og murine cellelinjer har bidratt til forståelsen av spesifikke funksjoner i DNA reparasjons faktorer som tidligere var ukjent grunnet funksjonell redundans.