Der human MutL-Komplex überwacht die homologe Rekombination unabhängig von Mismatchreparatur-Mechanismen

Fragestellung: Bei Tumorzellen finden sich häufig Veränderungen in DNA-Reparatur-Signalwegen. Dies hat gravierende Auswirkungen auf die Stabilität des Genoms und spielt eine bedeutende Rolle bei der Tumorentstehung, Progression und Therapie. Der DNA-Doppelstrangbruch zählt zu den schwerwiegendsten DNA-Schäden. Veränderungen von DNA-Doppelstrang-Reparatur-Mechanismen wie der homologen Rekombination, basierend auf Mutationen in BRCA oder anderen „Reparaturgenen“ finden sich bei verschiedenen Karzinomen, vor allem aber bei „triple-negativen“ Mammakarzinomen. Ziel der Arbeit war es die exakten Abläufe der homologen Rekombination weiter zu analysieren und den Einfluss von Mismatch-Repair-Proteinen auf die homologe Rekombination zu untersuchen. Methodik: Zur Erstellung von Zellzyklus- und Apoptoseprofilen wurden FACS-Analysen an Propidium-Iodid gefärbten Zellen durchgeführt. DNA-Doppelstrang-Bruchreparatur wurde mittels eines EGFP-basierten Transfektions-Testsystem in verschiedenen Zell-Linien mit unterschiedlichem Mismatch-Repair-Hintergrund nach Induktion eines DNA-Doppelstrangbruchs untersucht. In diesen verschieden Zellen wurden darüber hinaus si-RNA Co-Transfektionen durchgeführt um den Einfluss der Expressions-Unterdrückung weiterer Proteine der DNA-Reparatur-Kaskade zu analysieren. Mittels Western-Blot-Analysen wurden die Veränderungen der Proteinkonzentrationen zahlreicher DNA-Reparatur-Proteine in Abhängigkeit vom Status der Mismatch-Repair-Kaskade gemessen. Ergebnisse und Schlussfolgerung: Durch die Analyse der verschiedenen DNA-Doppelstrang-Bruch-Mechanismen der homologen Rekombination in unserem Transfektions-Testsystem konnten wir nachweisen, dass hMLH1 von Bedeutung ist für die Reparatur von DNA-Doppelstrangbrüchen mittels homologer Rekombination, wobei vor allem die Rad-51 abhängige Genkonversion durch hMLH1 reguliert wird, während das „single strand annealing“ (SSA), die zweite Form der homologen Rekombination MLH-unabhängig durch MSH2 und MSH6 reguliert wird. Diese Daten belegen erstmals die Restriktion der homologen Rekombination zwischen DNA-Sequenzen mit lediglich kurzen, nicht unterbrochenen homologen Sequenzen durch hMLH1 und dessen Komplex-Partnerproteinen hPMS1 und hPMS2.