Recruitment kinetics of the homologous recombination pathway in procyclic forms of Trypanosoma brucei after ionizing radiation treatment

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Artigo de periódico

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Cinética de recrutamento da via de recombinação homóloga em formas procíclicas de Trypanosoma brucei após tratamento com radiação ionizante

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Resumo

Um dos mecanismos mais importantes para o reparo de quebras de fita dupla (DSBs) em eucariotos modelo é a recombinação homóloga (RH). Embora os genes envolvidos na RH tenham sido encontrados em Trypanosoma brucei e estudos tenham identificado algumas das proteínas que participam dessa via de RH, a cinética de recrutamento da maquinaria de RH ao DNA durante o reparo de DSBs não foi claramente elucidada nesse organismo. Utilizando imunofluorescência, ensaios de ligação proteína-DNA e análise do conteúdo de DNA, estabelecemos a cinética de recrutamento da via de RH em resposta às DSBs geradas por radiação ionizante (RI) em formas procíclicas de T. brucei . Essa cinética envolveu a fosforilação da histona H2A e o recrutamento sequencial dos componentes essenciais da RH, Exo1, RPA e Rad51. O processo de reparo de DSBs levou aproximadamente 5,5 horas. Observamos que as DSBs levaram a uma diminuição na fase G2/M após o tratamento com RI, concomitante à parada do ciclo celular na fase G1/S. Essa descoberta sugere que a recombinação homóloga (RH) repara quebras de fita dupla (DSBs) mais rapidamente do que outros processos de reparo de DSBs que atuam durante a transição G1/S. Em conjunto, esses dados sugerem que a interação entre a detecção de danos ao DNA e o recrutamento da maquinaria de RH é finamente coordenada, permitindo que esses parasitas reparem o DNA rapidamente após DSBs durante as fases S/G2 tardias.

Abstract

One of the most important mechanisms for repairing double-strand breaks (DSBs) in model eukaryotes is homologous recombination (HR). Although the genes involved in HR have been found in Trypanosoma brucei and studies have identified some of the proteins that participate in this HR pathway, the recruitment kinetics of the HR machinery onto DNA during DSB repair have not been clearly elucidated in this organism. Using immunofluorescence, protein DNA-bound assays, and DNA content analysis, we established the recruitment kinetics of the HR pathway in response to the DSBs generated by ionizing radiation (IR) in procyclic forms of T. brucei. These kinetics involved the phosphorylation of histone H2A and the sequential recruitment of the essential HR players Exo1, RPA, and Rad51. The process of DSB repair took approximately 5.5 hours. We found that DSBs led to a decline in the G2/M phase after IR treatment, concomitant with cell cycle arrest in the G1/S phase. This finding suggests that HR repairs DSBs faster than the other possible DSB repair processes that act during the G1/S transition. Taken together, these data suggest that the interplay between DNA damage detection and HR machinery recruitment is finely coordinated, allowing these parasites to repair DNA rapidly after DSBs during the late S/G2 proficient phases.

Assunto

Recombinação Homóloga, Trypanosoma brucei brucei, Reparo do DNA

Palavras-chave

Resposta a danos no DNA, Recombinação homóloga, Genética de parasitas

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https://www.nature.com/articles/s41598-018-23731-6

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