BioScience Blog – Научный Биологический блог

В лаборатории генетики эукариот Петербургского института ядерной физики РАН получена линия мутантов hsm, выделенных по повышенной частоте спонтанного мутагенеза [1]. Ген HSM3 картирован. Показано, что мутация в гене HSM3 блокирует минорный путь коррекции ошибочно спаренных оснований. Мутант hsm3 может быть использован как тестерный штамм для учета летального, мутагенного и рекомбиногенного действия различных физических (УФ), химических (цис-платина) и биологических (канаванин) агентов [1]. Ген HSM6 также картирован и долгое время считалось, что он является аллелем гена POL 12, однако оследниеп данные позволяют предположить, что это не так.

Химический препарат цис-платина (цис-диамминдихлорид платины II) используется при лечении различных типов рака. Антираковая активность проявляется в способности повреждать структуру ДНК образованием в ней межнитевых и внутринитевых сшивок [2]. Цис-платиновые сшинки репарируются нуклеотид-эксцизионной репарацией (NER). Клетки, дефектные по указанному типу репарацииимер, как напр Xeroderma pigmentosum (наследственный рак кожи у человека), суперчувствительны к цис-платине [2]. Сказанное выше справедливо и для мутанта rad2 дрожжей Saccharomyces serevisiae. Показано, что мутация rad2
относится к NER-пути репарации. Мутант rad2 суперчувствителен к УФ-лучам и широкому спектру ДНК-повреждающих химических агентов.

Выживаемость штамма hsm3 статистически не отличалась от выживаемости контрольного штамма ДТ. Штамм rad2 обнаружил сильное увеличение чувствительности к летальному действию цис-платины. У штамма ДТ частота мутаций составляла в среднем 2,7х1 0-4 и не изменялась при значительном увеличении концентрации мутагена. У штамма hsm3 Δrad2 Δ частота мутаций составляла до 131х1 0-4 для высоких концентраций мутагена. Частоты мутаций при той же концентрации: этилметансульфонат (ЭМС) — 300х1 0-4, метилметансульфонат (ММС) — 40х10-4, УФ — 180х10-4 [3]. Воздействие цис-платиной индуцировало также митотический кроссинговер и сегрегацию. Спонтанных кроссоверов и сегрегантов не наблюдалось в контрольных пробах. Частота кроссинговера увеличивалась с ростом концентрации мутагена и достигала 2,8% (для УФ – 2%, гамма-лучей — 4%, ММС — 1%). То же можно отметить и для сегрегации: частота сегрегации росла при увеличении дозы цис-платины, и максимальное ее значение составило 6,7% (для УФ — 9%, гамма-лучей — 17%, ММС — 8%) [3]. Таким образом, нами впервые обнаружен мутагенный и рекомбиногенный эффект цис-платины на клетках дрожжей. Эти эффекты

стоит учитывать при применении данного препарата, т.к. количественно они сравнимы с эффектами, вызываемыми УФ-лучами, гамма-лучами, ММС и ЭМС [3].

Данные по УФ-индуцированному мутагенезу, полученные на двойных мутантах hsm3rad51 и hsm3rad59 (rad51 и rad59 – гены группы рекомбинационной репарации), позволили определить место гена HSM3 на RAD51-зависимом пути репарации. Также в процессе изучения взаимодействия мутаций hsm3
и hsm6
с мутантом rad52
установлено, что в группе генов, контролирующих путь рекомбинационной репарации, первым является ген XRS2, а не ген RAD52, как считалось ранее.

Показана гиперчувствительность двойного мутанта hsm6rad54 к действию УФ, а также высочайший уровень УФ-индуцированного мутагенеза. Для двойного мутанта hsm3rad54 таких эффектов не выявлено.

В настоящее время проводится исследование по установлению природы продукта гена HSM6, т.к. предположительно он может являться гомологом продукта гена PSY4 человека, который является субъединицей ядерной фосфатазы 4. В дальнейшем планируется исследовать способности коррекции искусственных гетеродуплексов ДНК для каждого мутанта.

Литература

1.                       Иванов Е.Л и др. Выделение и характеристика новых мутантов дрожжей   
Saccharomyces    cerevisiae    с    повышенной    спонтанной мутабельностью // Генетика. – 1992. – Т. 28. – С. 47-55.

2.                  Dolling J-A. et al. Cisplatin-modification of DNA repair and ionizing radiation lethality in yeast Saccharomyces cerevisiae // Mutation Research. – 1999.-V. 433.-P. 127-136.

3.                  Ковальцова С.В. и др. Репарация цисплатиновых аддуктов ДНК в мутантах по генам, контролирующим спонтанный и   ндуцированный мутагенез у дрожжей Saccharomyces cerevisiae // Генетика. – 2007. – Т. 43, №1.-С. 100-104.