Roślinne homologii genów związanych z dziedziczną predyspozycją do raka piersi i jajnika

Abstrakt

Zaburzenia mechanizmów odpowiedzi i naprawy uszkodzeń DNA powodują wzrost niestabilności genomu i predysponują do nowotworów. Krytyczną rolę w utrzymaniu stabilności genomu odgrywają geny TP53 i BRCA1/2, których mutacje germinalne predysponują do nowotworów piersi i jajnika. Białka BRCA1/2 są znanymi czynnikami podatności na nowotwory piersi, które biorą udział w utrzymanie stabilności genomu poprzez zaangażowanie w procesy naprawy dwuniciowych pęknięć DNA na drodze rekombinacji homologicznej. Białko p53, produkt genu TP53, określane jako "strażnik genomu" odpowiedzialne jest za utrzymanie integralności genomu uczestnicząc w mechanizmach odpowiedzi na uszkodzenie DNA takich jak: zatrzymanie cyklu komórkowego, indukcja procesów naprawy DNA lub apoptozy w przypadku gdy uszkodzenia nie mogą być skutecznie naprawione. p53 i BRCA1/2 dzięki swoim funkcjom należą do jednych z najszerzej badanych białek ludzkich. Niemniej homologi białek BRCA1/2 są także obecne u roślin wyższych. Analizy roślinnych i zwierzęcych białek BRCA1/2 ujawniają wysoką homologię w regionach domen odpowiedzialnych za zakonserwowane funkcje tych białek. Do tej pory badania funkcji BRCA1/2 u roślin przeprowadzono wyłącznie na rzodkiewniku pospolitym (A thaliana). W genomie tej rośliny odkryto dwa geny homologiczne do BRCA2 (AtBRCA2), których produkty białkowe podobnie jak u zwierząt uczestniczą w reperacji dwuniciowych pęknięć na drodze rekombinacji homologicznej, a także odgrywają ważną rolę w rekombinacji mejotycznej. Z kolei pojedynczy homolog BRCA1 obecny u rzodkiewnika (AtBRCA1) uczestniczy w kontroli cyklu komórkowego i reperacji DNA. Mutanty roślinne w genach BRCA1/2 wykazują wrażliwość na substancje powodujące uszkodzenia DNA reperowane drogą rekombinacji homologicznej. Dotychczasowe wyniki badań wskazują na funkcjonalną konserwację genów BRCA1/2 u roślin. W odróżnieniu do genów z rodziny BRCA, homologii białka p53 nie zostały zidentyfikowane u roślin co wskazuje, że jeśli istnieje funkcjonalny roślinny odpowiednik białka p53 to nie dzieli on zakonserwowanych sekwencji ze zwierzęcymi p53.