Programmreport 2012 - DORIS - Bundesamt für Strahlenschutz

zeitig angehaltener Replikationsgabeln und dem Kollaps solcher Gabeln. Dies hat einen starken Zuwachs von
irreparablen DSBs, einen frühen S-Phase Arrest, und schlussendlich die Apoptose zur Folge. Die Tatsache,
dass die Repression wie auch die Überexpression schädlich für die Zelle ist, unterstreicht die Bedeutung von
Cdc45 als herausragenden Regulator der Replikationsinitiation. Für die Herabregulation des Initiationsproteins
RecQL4 wurde ein Geninaktivierungsansatz mit Hilfe von sequenzspezifischen Meganukleasen, so genannten
TALENs, gewählt. Ein geeignetes TALEN-Paar wurde zusammen mit der Firma Cellectis entwickelt
und dann von ihr gekauft. Transfektion der TALEN-haltigen Plasmide führt wie erwartet zum Zelltod, der durch
Kotransfektion mit dem gewünschten RecQ4-haltigen Plasmid aufgehoben werden kann. Die entsprechenden
RecQ4-Rekombinanten werden derzeitig analysiert. Neben den oben genannten Aktivitäten gibt es auch
schon erste Erkenntnisse über die Änderung der Chromatinbindung von Replikationsinitiations- und Elongationsfaktoren
nach strahleninduzierten DNA-Schäden. Daneben wurden die Effekte von Bestrahlung auf ein
für dieses Projekt etabliertes Replikationssystem in isolierten Zellkernen untersucht.
5.5 BEDEUTUNG VON ATM FÜR DIE DNA-REPARATUR IN DER S-PHASE (AG DAHM-DAPHI)
Gezeigt wurde, dass ATM eine wichtige Funktion bei der Rad51-vermittelten Reparatur von strahleninduzierten
DSBs in der S-Phase ausübt. In ATM-defizienten humanen Fibroblasten wurden nach ionisierender Bestrahlung
persistierende Rad51-Foci beobachtet, die ihren Ursprung in der S-Phase haben. Diese mit H2AX
kolokalisierenden Rad51-Foci bleiben bei fehlender ATM-Aktivität auch nach längerer Zeit erhalten. Es liegt
nahe, dass es sich bei diesen Schäden um sekundäre DSBs handelt, die nur während der Replikation entstehen
können. Die Induktion von SSBs mittels des Topoisomerase I Inhibitors Topotecan zeigte, dass diese
während der Replikation in sekundäre DSBs umgewandelt werden. Auch bei der Reparatur dieser DNA-Schäden
erwies sich ATM als essenziell.
TB 03
6. GEPLANTE WEITERARBEIT
Folgende Weiterarbeiten sind für das Jahr 2013 geplant:
Arbeitsgruppe Dornreiter: Analyse von ATM- und Chk1-vermittelter Signaltransduktionskaskaden in Hinblick
auf Reparatur- und Replikationsvorgänge in synchronisierten S-Phase Zellen +/- ATM sowie +/- Chk1
Kinase Inhibitoren. Durch das Ausscheiden von Prof. Dr. Dahm-Daphi erfolgt der Transfer der Aufgaben auf
die AG Dornreiter: Überprüfung der Hypothese, inwieweit replikationsassoziierte sekundäre DSBs in Abhängigkeit
von ATM und unter Mitwirkung von Rad51 repariert werden.
Arbeitsgruppe Borgmann: Analyse der Auswirkung einer stufenweisen Reduktion von RAD51 in
RAD51-überexprimierenden Zellen mittels aufsteigender siRNA-RAD51 Konzentration zur Identifizierung der
optimalen Expression, die eine Wiederherstellung der HR-Kapazität, Intra-S-Signaltransduktion und Replikationsprozesse
erlaubt.
Arbeitsgruppe Friedl: Herstellung eines experimentellen Systems zur Unterscheidung von direkt strahleninduzierten,
sekundären und replikationsbedingten strahlenunabhängigen DSBs. Einfluss des knock-downs
von 53BP1 und Mdc1 auf die Rekrutierung von anderen Faktoren an Schadensorten während der S-Phase.
Arbeitsgruppe Grosse/Pospiech: Strahleninduzierte Kontrolle der DNA-Replikationsinitiation mit Schwerpunkt
auf den Faktoren RecQ4 und (auslaufend) Cdc45.
Statusberichte TB 03: Strahlenbiologie - Wirkung von ionisierender Strahlung, Strahlenempfindlichkeit 145