Programmreport 2012 - DORIS - Bundesamt für Strahlenschutz
Programmreport 2012 - DORIS - Bundesamt für Strahlenschutz
Programmreport 2012 - DORIS - Bundesamt für Strahlenschutz
Erfolgreiche ePaper selbst erstellen
Machen Sie aus Ihren PDF Publikationen ein blätterbares Flipbook mit unserer einzigartigen Google optimierten e-Paper Software.
4.3 UNTERSUCHUNG DER DNA-REPARATUR- UND REPLIKATIONSPROZESSE NACH DNA-<br />
SCHÄDIGUNG REPLIZIERENDER S-PHASE ZELLEN<br />
DSBs (H2AX-Foci) und HR (Rad51-Foci) wurden mittels IF als Funktion der Position im Zellzyklus untersucht<br />
und Strangbrüche zusätzlich mit dem alkalischen Comet Assay erfasst. Die Replikationsaktivität wurde durch<br />
EdU-Einbau visualisiert und die replikativen Initiationsereignisse sowie Elongationsprozesse mit dem DNA-Fiber<br />
Assay analysiert. Zusätzlich wurde <strong>für</strong> die Analyse der Replikationinitiationsaktivität die Chromatinbindung,<br />
der Phosphorylierungsstatus und das Interaktionsmuster von entsprechenden Replikationsfaktoren untersucht.<br />
4.4 IDENTIFIZIERUNG DER ZELLZYKLUSPHASE BEI LEBENDZELLBEOBACHTUNG<br />
Das FUCCI-System ermöglicht bei Lebendzellbeobachtung die Zuordnung der Zellen zu den Zyklusphasen<br />
G1 (Expression von Cdt1-mKO2, orange) und S/G2 (Expression von Geminin-mAG, grün); in der frühen<br />
S-Phase sind kurzeitig beide Proteine exprimiert.<br />
5. ERGEBNISSE<br />
Das vierte Minisymposium fand am Heinrich-Pette-Institut in Hamburg und das fünfte an der LMU München<br />
sowie gemäß fachlicher Auflage im <strong>Bundesamt</strong> <strong>für</strong> <strong>Strahlenschutz</strong> (Dienststelle Neuherberg) unter Mitwirkung<br />
aller Beteiligten des Vorhabens statt. Im Mittelpunkt dieser Zusammenkünfte standen die Präsentation der erzielten<br />
Ergebnisse sowie deren Diskussion.<br />
TB 03<br />
5.1 ATM/ATR-SIGNALKASKADEN IN DER S-PHASE (AG DORNREITER)<br />
Die Aktivierung der ATM Signalkaskade erfolgt unabhängig von der S-Phasen Position zum Zeitpunkt der Bestrahlung<br />
(2 Gy), während die ATR/Chk1-vermittelte Schadensantwort nur in bestrahlten früh- und mitte-S<br />
Zellen zu beobachten ist. Zusätzlich zeigte sich, dass die Aktivierung der ATM und ATR Signalkaskaden sequenziell<br />
und unabhängig voneinander erfolgt, diese sich aber in Hinblick auf die Signalintensität und -dauer<br />
gegenseitig beeinflussen. Untersuchungen zur S-Phasen Funktion von ATM zeigten, dass ATM insbesondere<br />
<strong>für</strong> bestrahlte früh-S Zellen in Hinblick auf die Reparatur- und Replikationsvorgänge essenziell ist. Bezüglich<br />
der Reparaturvorgänge wurde beobachtet, dass die ATM-Inaktivierung in den früh-S bestrahlten Zellen zur<br />
Persistenz von Rad51-Foci und DNA-Strangbrüchen führt, während in mitte- oder spät-S bestrahlten Zellen<br />
die Rad51-Foci nicht persistieren bzw. erst gar nicht entstehen. Diese Befunde zeigen, dass in ATM inhibierten<br />
Zellen die Rad51 Problematik eng an die Aktivierung der ATR/Chk1 Signalkaskade und somit an die Position<br />
der Zelle in der S-Phase bzw. an den fortschreitenden Replikationsprozess gekoppelt ist. Ein Grund <strong>für</strong><br />
die beobachtete Problematik der Rad51 involvierenden Reparatur von sekundären DSBs in G1/S bestrahlten<br />
Zellen könnte sich durch die fehlende Ausbildung von BRCA2-Foci erklären, deren Entstehung strikt ATM abhängig<br />
ist. Naheliegend ist, dass im ATR/Chk1-vermittelten intra-S Kontrollpunkt BRCA2 <strong>für</strong> das Be- und Entladen<br />
von Rad51 und somit <strong>für</strong> den HR-gesteuerten Reparaturprozess replizierender Zellen essenziell ist.<br />
Des Weiteren fällt auf, dass unter ATM-Inhibition nur bestrahlte früh-S Zellen ein langanhaltendes, starkes<br />
Chk1-Phosphorylierungssignal aufweisen, welches in mittig und spät replizierenden Zellen nicht beobachtet<br />
wurde. In ATM-inhibierten bestrahlten früh-S Zellen korrelierte die langanhaltende Chk1-Aktivierung mit einem<br />
stetigen Anstieg der „Origin“-abhängigen Initiationsfrequenz bei gleichzeitiger Erniedrigung der Elongations-/Replikationsrate.<br />
Anzunehmen ist, dass auf Grund der auftretenden Elongationsprobleme Chk1 zur Aktivierung<br />
von sogenannten „dormant origins“ führt, die einem Replikationsstopp in den bereits etablierten Replikationszentren<br />
entgegenwirken könnte. Unterstützt wird diese Annahme durch den „SNAKE“ Befund: In<br />
ATM-inhibierten Zellen wird „Origin“-kompetente Polymerase in die mittels Microbeam generierten und mit<br />
H2AX-markierten „Tracks“ geladen. Darüber hinaus konnte gezeigt werden, dass in ATM-inhibierten Zellen<br />
die schadeninduzierte Rekrutierung dieser Polymerase Subpopulation Chk1 abhängig ist.<br />
5.2 EINFLUSS VON RAD51- UND PALB2-EXPRESSION AUF DIE REPLIKATION (AG BORG-<br />
MANN)<br />
Die Expression von RAD51 zeigt eine breite Variation in Tumoren. Gezeigt werden konnte, dass die RAD51-<br />
Überexpression als ein unabhängiger, negativer prognostischer Marker im kolorektalen Adenokarzinom eingestuft<br />
werden kann. Die negative Prognose zeigte sich auch nach alleiniger Strahlentherapie, insbesondere<br />
aber in metastasierten Tumoren. Es wurde überprüft, ob die Ursache hier<strong>für</strong> auf eine erhöhte genomische Instabilität<br />
mit einer daraus resultierenden höheren Malignität oder generell auf eine erhöhte Resistenz nach<br />
DNA-Schädigung in der S-Phase zurückzuführen ist. In einem Modellsystem zeigte sich, dass die<br />
Statusberichte TB 03: Strahlenbiologie - Wirkung von ionisierender Strahlung, Strahlenempfindlichkeit 143