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Zeb1和TMEJ在调节乳腺癌基因组稳定性
乳腺癌细胞经常在忠实的DNA修复基因中获取突变，例如BRCA降低的效率。此外，不准确的DNA修复途径的过表达也可能是癌症进展过程中遗传不稳定的起源。POLQ表达中的特定增益，编码参与theta介导的末端连接（TMEJ）的易于的DNA聚合酶theta（polθ）与特征突变签名有关。为了深入了解POLQ表达的机械调节，这篇评论介绍了有关Claudin-Low乳腺肿瘤亚型POLQ的调节的最新发现，这些调节特定地表达了参与上皮到 - 质质转变（EMT）（例如Zeb1）和诸如Zeb1和Paimic Abn in paimic abn的上皮性转变（EMT）的转录因子。
经典和替代最终连接的不足
在真核生物中，双链断裂（DSB）可以通过同源重组（HR）或非同源最终连接（NHEJ）修复。在体细胞中，人力资源非常不具体。因此，绝大多数DSB通过NHEJ的两种不同途径进行修复。经典（CNHEJ）途径取决于het-rodimer ku70/ku80，而聚合酶theta（polq）（polq）是替代（anhej）途径的核心。令人惊讶的是，即使两种途径受损，拟南芥植物也是可行的。但是，它们表现出严重的生长迟缓和生育能力降低。有丝分裂过轴酶的分析表明，双突变体的特征是由于DSB修复缺陷而导致染色体碎片的急剧增加。与单个突变体相反，发现双突变体对诱导DSB的基因毒素博来霉素高度敏感。因此，这两种途径都可以在DSB修复中相互补充。我们推测，在没有NHEJ途径的情况下，HR可能会增强。这对于基因靶向（GT）特别有吸引力，其中使用同源模板引入了预定的变化。不期望的是，与野生型植物相比，POLQ单突变体和双突变体的GT频率明显较低。因此，我们能够证明消除两种NHEJ途径并不对农业介导的GT构成有吸引力的方法。但是，我们的结果清楚地表明，CNHEJ的损失导致GT频率的增加，这对于使用Planta GT策略的实践应用特别有吸引力。
补充表 1. DNA 损伤反应 (DDR) 基因集中包含的基因列表
基因 p HR 基因 p HR ABCB11 0.00000 18.2 CREBBP 0.93 1.05 ABL1 0.00004 10.5 KIF21A 0.50 1.53 ARHGEF16 0.00000 14.2 KMT2E 0.65 1.32 C5orf42 0.00023 17.7 MKI67 0.04 3.18 CCDC88C 0.00028 8.65 OTOG 0.66 0.746 CEP350 0.00003 11.2 POLQ 0.57 1.48 CHD4 0.00029 10.6 SEMA5A 0.22 0.291 CREBBP 0.004 7.22 SON 0.10 3.91e−09 CTAGE1 0.00039 8.38 SPEF2 0.87 1.12 DHX9 0.00007 10.4 STAB2 0.75 0.822 DMD 0.00021 8.93 TCHH 0.03 3.18 DNAH6 0.00022 11 TPR 0.003 4.89 FAM124A 0.00028 8.65 UNC13C 0.94 1.05 FBN1 0.00078 7.62 USH2A 0.73 0.82 GREB1L 0.00025 10.9 ZNF236 0.17 2.2 KIAA1109 0.00237 1.68E+09 KIF21A 0.002 8.24 KMT2E 0.003 7.56 MKI67 0.003 7.66 NBAS 0.00001 15 NWD2 0.00068 7.93 OTOG 0.002 8.24 PARP14 0.00045 9.92 POLQ 0.00073 7.75 SDE2 0.00001 11.8 SEMA5A 0.00030 8.74 SH3TC2 0.00000 17.1
小分子polu抑制剂可提供安全有效...
摘要◥目的：DNA聚合酶theta（POL Q，由POLQ基因编码）是一种DNA修复酶，对微学末端结合（MMEJ）至关重要。pol q在正常组织中的表达有限，但在癌细胞中经常过表达，因此代表了肿瘤特异性放射性化的理想靶标。在这项研究中，我们评估用新型的小分子抑制剂靶向POL Q是提高放射疗法效率的可行策略。实验设计：我们表征了在体外和体内不同癌细胞模型中对POL Q抑制的反应。结果：在这里，我们表明ART558和ART899是POL Q DNA聚合酶域的两个新颖和特定的变构抑制剂，可有效地放射敏感性肿瘤细胞，尤其是当组合
EMT 转录因子 ZEB1 抑制乳腺癌中的致突变 POL u 介导的末端连接途径
摘要 ◥ 癌症发展的一个特征是获得基因组不稳定性，这是由于 DNA 损伤修复不准确造成的。在致癌应激诱导的双链断裂修复机制中，高度诱变的 theta 介导末端连接 (TMEJ) 通路已被证明在多种人类癌症中过表达，该通路需要由 POLQ 基因编码的 DNA 聚合酶 theta (POL q )。然而，人们对 TMEJ 的调节机制及其失调的后果知之甚少。在本研究中，我们结合生物信息学方法，探索乳腺癌国际联盟分子分类学和 Cancer Genome Atlas 数据库，并使用 CRISPR/Cas9 介导的 claudin-low 肿瘤细胞中锌指 E-box 结合同源框 1 (ZEB1) 的消耗，或在基底样肿瘤细胞（两种三阴性乳腺癌 (TNBC) 亚型）中强制表达 ZEB1，以证明 ZEB1 抑制
DNA 修复环境与靶序列的相互作用可预测地导致 Cas9 产生的突变
CRISPR/Cas9 产生的双链断裂的致突变结果取决于切割两侧的序列和细胞 DNA 损伤修复。这些特征之间的相互作用在很大程度上尚未得到探索，这限制了我们理解和操纵结果的能力。在这里，我们测量了 18 个修复基因的缺失如何改变小鼠胚胎干细胞中 2,838 个合成靶序列中 Cas9 双链断裂产生的 83,680 个独特突变结果的频率。这项大规模调查使我们能够以无偏见的方式对结果进行分类，从而产生有关双链断裂修复新模式的假设。我们的数据表明，Prkdc（DNA-PKcs 蛋白）和 Polm（Polμ）在创建与 Cas9 切口近端核苷酸（相对于原间隔区相邻基序 (PAM)）相匹配的 1bp 插入方面发挥着特殊作用，Nbn（NBN）和 Polq（Polθ）在创建不同的删除结果方面发挥着不同的作用，并且存在一类独特的单向删除结果，这些结果既依赖于末端保护基因 Xrcc5（Ku80），也依赖于切除基因 Nbn（NBN）。我们利用修复环境中可重复变异的知识，建立了 Cas9 断裂诱变结果的预测模型，该模型优于当前标准。这项工作提高了我们对 DNA 修复基因功能的理解，并为更精确地调节 CRISPR/Cas9 产生的突变提供了途径。
lig1失活选择性地抑制BRCA1突变细胞在体外和体内的生长
我们在11个BRCA1/2野生型和2个BRCA1突变癌细胞系中进行了CRISPR筛选，以识别与BRCA1突变合成致死的靶标。除了USP1，PARP1和POLQ外，我们还将DNA连接酶基因lig1确定为新的靶标，当被击倒后，会选择性地杀死BRCA1突变细胞。对乳腺癌和卵巢癌细胞系中Achilles数据库中BRCA突变的内部分析进一步验证了BRCA1突变细胞在LIG1上的超依赖性。使用CRISPRN，CRISPRI和RNAI对LIG1的单基因扰动证实了LIG1在BRCA1突变细胞系中失活的致命作用，但不能BRCA1/2野生型细胞系。可以通过与外源性野生型LIG1 cDNA相辅相成，证明遗传工具的目标性质可以挽救这种生存能力。使用可降解的DNA连接酶I融合蛋白，我们证明了DNA连接酶I蛋白水平与BRCA1突变细胞中的生存能力之间存在很强的相关性。酶上无活性的DNA连接酶I突变蛋白（LIG1 K568A）无法营救由内源性LIG1耗竭引起的生存力的损失，从而从小分子抑制剂的角度来支持该靶标的易生化性。使用BRCA1突变体MDA-MB-436衍生的肿瘤在体内复制这些数据，其中肿瘤生长在LIG1丢失后抑制了> 80％。