Rak jelita grubego (RJG) to jeden z najczęstszych nowotworów złośliwych. Jednym z czynników zwiększających ryzyko jego wystąpienia może być obniżona efektywność naprawy uszkodzeń DNA, zarówno jądrowego, jak i mitochondrialnego. Głównym mechanizmem naprawczym uszkodzeń oksydacyjnych jest system BER (w mitochondriach mtBER), którego kluczowe białka: NEIL1, NEIL2, OGG1, MUTYH, APE1 i LIG3 uzyskują pełną wydajność tylko przy odpowiednim poziomie acetylacji. Sirtuina 3 to białko kluczowe dla homeostazy mitochondrialnej, regulujące szereg procesów metabolicznych związanych przede wszystkim z kontrolą poziomu reaktywnych form tlenu. Ponieważ Sirt3 posiada aktywność acetylazy, może modulować poziom aktywności białek mtBER poprzez ich deacetylację. W przeprowadzonym badaniu wykazane zostało, iż analizowane białka NEIL1, NEIL2, OGG1, MUTYH, APE1 i LIG3 są substratem dla enzymatycznej działalności deacetylacyjnej Sirt3, co prowadzić może w konsekwencji do modulacji ryzyka wystąpienia RJG, a w komórkach rakowych może być potencjalnym celem terapeutycznym wzmacniającym działanie leków cytostatycznych.
W 2015 r. Nagroda Nobla w dziedzinie chemii została przyznana za badania mechanistyczne nad naprawą DNA Paulowi Modrichowi, Tomasowi Lindahlowi i Azizowi Sancarowi. Paul Modrich pracuje w Howard Hughes Medical Institute oraz Duke University School of Medicine, Durham, USA. Nagrodą zostały wyróżnione jego prace nad naprawą źle dopasowanych zasad, które powstają głównie podczas replikacji, zaś ten typ naprawy jest "pierwszą linią ochrony" stabilności genomu. Tomas Lindahl jest profesorem chemii medycznej i fizycznej, emerytowanym dyrektorem Cancer Research UK London Research Institute, Clare Hall Laboratories, South Mimms, Wielka Brytania. Nagrodę Nobla otrzymał za odkrycia w dziedzinie naprawy przez wycięcie zasady usuwającej z DNA niewielkie uszkodzenia, głównie oksydacyjne i alkilacyjne. Aziz Sancar jest profesorem biochemii i biofizyki na University of North Carolina School of Medicine, Chapel Hill, USA. Nagrodę Nobla otrzymał za osiągnięcia w dziedzinie naprawy przez wycięcie nukleotydu. System ten usuwa z DNA duże modyfikacje takie jak dimery pirymidynowe indukowane światłem ultrafioletowym. Badania uczonych stworzyły podwaliny pod zrozumienie mechanizmu ewolucji świata ożywionego, a także procesów nowotworowych i opracowanie nowoczesnych terapii.
EN
The Nobel Prize in chemistry for 2015 was awarded to Paul Modrich, Tomas Lindahl and Aziz Sancar for mechanistic studies on DNA repair. Paul Modrich works in Howard Hughes Medical Institute and Duke University School of Medicine, Durham, USA. The prize has been awarded for his work on Mismatch Repair, which removes mismatched nucleotides formed mainly during replication and is the "first line of defense" of genome stability. Tomas Lindahl is a professor of medical and physical chemistry, emeritus director of Cancer Research UK London Research Institute, Clare Hall Laboratories, South Mimms, United Kingdom. The Nobel Prize was awarded to him for discoveries on Base Excision Repair, which removes from the DNA small lesions, mainly alkylated and oxidatively formed damages. Aziz Sancar is a professor in biochemistry and biophysics at University of North Carolina School of Medicine, Chapel Hill, USA. He was awarded for the achievements on Nucleotide Excision Repair. The system removes from the DNA big lesions, such as pyrimidine dimers induced by ultraviolet light. Studies of these researchers made a basis for understanding of the evolution of living world as well as carcinogenic process and for elaboration of novel therapies.
W wyniku działania reaktywnych form tlenu na komórki dochodzi do szerokiego zakresu uszkodzeń zarówno organelli komórkowych, jak i cząsteczek, w tym DNA. Uszkodzenia oksydacyjne w obrębie materiału genetycznego prowadzić mogą do akumulacji mutacji i w konsekwencji do transformacji nowotworowej. Glikozylaza OGG1 – składowa systemu naprawy Base Excision Repair (BER) – to jeden z enzymów zapobiegających nadmiernej akumulacji 8-oksoguaniny (8-oxG), która jest najczęstszym związkiem powstającym w wyniku oksydacyjnego uszkodzenia DNA. W przypadku zmian strukturalnych OGG1 wynikających z wariantów polimorficznych obserwować możemy znaczący wzrost stężenia 8-oxG. Powiązanie poszczególnych polimorfizmów systemów naprawy DNA ze zwiększonym ryzykiem raka jelita grubego pozwoli na kwalifikację pacjentów do grup podwyższonego ryzyka i objęcie ich programem profilaktycznym. Cele pracy: Określenie poziomu uszkodzeń oksydacyjnych DNA oraz analiza rozkładu polimorfizmu Ser326Cys genu OGG1 w grupie pacjentów z rakiem jelita grubego i w grupie kontrolnej w populacji polskiej. Materiał i metody: Jako materiał wykorzystano DNA wyizolowane z krwi pobranej od 174 pacjentów ze zdiagnozowanym rakiem jelita grubego. Grupę kontrolną stanowiło 176 zdrowych osób. Poziom uszkodzeń oksydacyjnych określono na podstawie analizy ilości 8-oksguaniny, używając HT 8-oxo-dG ELISA II Kit. Genotypowanie przeprowadzono metodą TaqMan. Wyniki: Uzyskane wyniki wskazują, iż polimorfizm Ser326Cys genu OGG1 zwiększa ryzyko występowania RJG oraz jest powiązany ze znacząco zwiększonym poziomem 8-oksoguaniny. Wnioski: Na podstawie uzyskanych wyników wnioskujemy, że polimorfizm Ser326Cys genu OGG1 może modulować ryzyko występowania raka jelita grubego poprzez zwiększony poziom uszkodzeń oksydacyjnych DNA.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Lead is a toxic metal, which due to its superb properties is used in many industries. Due to the wide spectrum of its effects to human body it is very important to enhance the knowledge on the mechanisms of lead’s toxicity as well as to identify genetic determinants of defense against the harmful effects. DNA repair is one of the most important defense mechanisms against damage induced by lead. Gene polymorphisms may influence the recovery rate and recovery efficiency, and thus shape the individual susceptibility to lead exposure.
PL
Ołów to metal o toksycznym działaniu, który ze względu na niezwykłe właściwości jest wykorzystywany w wielu dziedzinach przemysłu. Jego szerokie spektrum działania na organizm człowieka powoduje, że jest przedmiotem licznych badań skupiających się m.in. na wyjaśnieniu mechanizmów jego działania oraz identyfikacji genetycznych wyznaczników obrony przed szkodliwym wpływem tego metalu. Jednym z istotnych mechanizmów obrony przed uszkodzeniami generowanymi przez ołów jest naprawa DNA. Polimorfizmy w genach naprawczych mogą wpływać na szybkość i efektywność naprawy, a zatem kształtować wrażliwość osobniczą na ołów obecny w środowisku.
Introduction. The aim of this study was to evaluate the effect of polymorphisms in DNA repair genes: APE1, hOGG1, XRCC1, XPA on the level of oxidative damage to DNA as well as an assessment of the frequencies of genetic polymorphisms in the adult population of Caucasians from southern Poland. Material and methods. We examined a group of 115 men occupationally exposed to lead and 58 men with no history of occupational exposure to lead. The concentrations of lead in blood, zinc protoporphyrin in blood and 8-hydroxy-2-deoxyguanosine in urine were measured. The identification of SNP polymorphisms in genes encoding enzymes involved in DNA repair (APEX1, hOGG1, XPA, XRCC1) was performed using real-time PCR with TaqMan probes. We analyzed polymorphisms: APEX1 (rs1130409, Asp148Glu), hOGG1 (rs1052133, Ser326Cys), XPA (rs1800975, -4A/G) and XRCC1 (rs25487, Gln399Arg). Results. The mean blood lead level in the exposed group was 33,48 μg/dl and was significantly higher compared to 5.35 μg/dl (p=0.000). in the control group. The frequencies of studied polymorphisms were comparable in both groups, with the exception of -4A/G (rs1800975) in the gene XPA (p<0.0001). Conclusions. Differences were observed between genotypes in -4A/G (rs1800975) polymorphism in relations to the level of lead in blood (p=0.006) and Ser326Cys (rs1052133) polymorphism in relations to 8-hydroxy-2- deoxyguanosine in urine (p=0.01).
PL
Wstęp. Celem pracy była ocena wpływu polimorfizmów w genach naprawy DNA: APE1, hOGG1, XRCC1, XPA na poziom uszkodzeń oksydacyjnych w DNA oraz ocena częstości ich występowania w populacji dorosłych osób rasy kaukaskiej pochodzących z południowej Polski. Materiał i metody. Przebadano grupę 115 mężczyzn narażonych zawodowo na ołów oraz 58 mężczyzn bez narażenia na ołów w wywiadzie, którzy stanowili grupę kontrolną. U wszystkich osób oznaczono poziom ołowiu we krwi, cynkoprotoporfiryny, oraz stężenie 8-hydroksy- 2-deoksyguanozyny w moczu. Identyfikację polimorfizmów typu SNP w genach kodujących enzymy biorące udział w naprawie DNA (APEX1, hOGG1, XPA, XRCC1) przeprowadzono z wykorzystaniem metody real-time PCR z sondami TaqMan. Analizie poddano polimorfizmy w genach APEX1 (rs1130409, Asp148Glu), hOGG1 (rs1052133, Ser326Cys), XPA (rs1800975, -4A/G) oraz XRCC1 (rs25487, Gln399Arg). Wyniki. Średni poziom ołowiu we krwi w grupie badanej wynosił 33,48 μg/dl i był istotnie statystycznie wyższy niż w grupie kontrolnej, gdzie wynosił 5,35 μg/dl (p=0,000). Częstość występowania poszczególnych genotypów badanych polimorfizmów była porównywalna w obu grupach, z wyjątkiem polimorfizmu -4A/G (rs1800975) w genie XPA (p<0,0001). Wnioski. Zaobserwowano różnice pomiędzy poszczególnymi genotypami w polimorfizmie -4A/G (rs1800975) w odniesieniu do poziomu ołowiu we krwi (p=0,006) oraz w polimorfizmie Ser326Cys (rs1052133) w odniesieniu do poziomu 8-hydroksy-2-deoksyguanozyny w moczu (p=0,01).