Resumen de Organización y dinámica de los focos nucleares permanentes de reparación del daño del DNA en neuronas
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Cada vez hay más pruebas de que una reparación defectuosa del DNA, en neuronas, produce una acumulación de lesiones en el DNA y, en consecuencia, puede provocar pérdida de la genómica, envejecimiento, así como muchos trastornos neurodegenerativos. Un desafío importante es entender cómo las neuronas pueden tolerar la acumulación de lesiones persistentes de DNA sin desencadenar la vía apoptótica. En este estudio, investigamos el impacto de la acumulación de DNA no reparado en la arquitectura de la cromatina, la cinética de la respuesta al daño del DNA y la actividad transcripcional en neuronas ganglionares sensoriales de ratas, expuestas de 1 a 3 dosis de radiación ionizante. En particular, hemos caracterizado la compartimentación estructural, molecular y transcripcional del DNA no reparado en los focos persistentes de daño del DNA (PDDF). La radiación indujo la formación de numerosos focos transitorios, que que fueron reparados dentro de las 24 h post-IR, y de 1 a 3 PDDF, que persisten más allá de los 15 días post-IR. Estos últimos concentran factores de señalización y reparación de daños en el DNA, incluyendo γH2AX, pATM, WRAP53 y 53BP1. El número y tamaño del PDDF dependía de las dosis de radiación administradas. La proporción de neuronas que llevan PDDF disminuyó con el tiempo post-IR, lo que indica que en algunos focos se produce una muy lenta reparación del DNA. La ultraestructura de los PDDF consistía en una red suelta de fibras intermedias de cromatina desplegada, de 30 nm, que pueden proporcionar un andamio estructural accesible para factores de reparación de DNA. Además, el ensayo de transcripción demostró que los PDDF son transcripcionalmente silentes, aunque la transcripción se produjo en la eucromatina flanqueante. Por lo tanto, la expresión de γH2AX puede ser utilizado como un marcador fiable de silenciamiento de genes con daño en el DNA en neuronas. Por otra parte, los PDDF se localizaron en entornos nucleares represivos, preferentemente en el dominio perinucleolar, donde se asociaban frecuentemente con cuerpos de Cajal o parches de heterocromatina, formando una tríada estructural. Proponemos que el secuestro de DNA no reparado en PDDF discretos y su silenciamiento transcripcional, pueden ser procesos esenciales para preservar la estabilidad del genoma y evitar la síntesis de mRNAs aberrantes y/o productos proteicos codificados por genes dañados.
- English
There is growing evidence that defective DNA repair in neurons with accumulation of DNA lesions and loss of genome integrity underlies aging and many neurodegenerative disorders. An important challenge is to understand how neurons can tolerate the accumulation of persistent DNA lesions without triggering the apoptotic pathway. Here we study the impact of the accumulation of unrepaired DNA on the chromatin architecture, kinetics of the DNA damage response and transcriptional activity in rat sensory ganglion neurons exposed to 1-to-3 doses of ionizing radiation (IR). In particular, we have characterized the structural, molecular and transcriptional compartmentalization of unrepaired DNA in persistent DNA damaged foci (PDDF). We propose that the sequestration of unrepaired DNA in discrete PDDF and the transcriptional silencing can be essential to preserve genome stability and prevent the synthesis of aberrant mRNA and protein products encoded by damaged genes.
