Role of human aprataxin protein in p53-related cellular processes in breast cells

Abstract

Aprataxin encoded by APTX, which is the human homolog of yeast HNT3, reverses adenylation damages emerged from abortive DNA ligation during ribonucleotide and base excision repair. Thus, it corrects AMP-modified nucleic acid termini and protects genome integrity as a DNA ligase "proofreader". Role of HNT3, which is a candidate p53-related gene, against DNA oxidative and alkylating damage indicates its antioxidant importance. Besides, previous studies demonstrated that absence of Aprataxin gives rise to ROS generation and oxidative stress in addition to mitochondrial dysfunction. Also, role of Aprataxin in drug and radiotherapy sensitivity was shown in many cancer. Since conformation of cysteine residues in p53 DNA-binding domain can be modified by oxidizing environment, functionality can be influenced by defective APTX. Although p53-Aprataxin interaction has been shown by co-immunoprecipitation, effects of APTX on p53 pathway were not studied. Aim of this study is to investigate Aprataxin-driven changes in p53-regulated processes in p53 wild-type cells through. According to results, Aprataxin overexpression leads to cell cycle arrest in low stress levels. However, it triggers cell death against induced stress in MCF10A cells. Moreover, apoptotic assay on MCF10A APTX Crispr cells indicated elevated level of basal cell death. Also, expression analysis of p53 targets in APTX knockdown MCF7 cells revealed that extrinsic apoptosis pathway might be induced. Consequently, these results help us to gain insight into how Aprataxin affects activity of p53 pathway. Further investigation providing stress accumulation based assays and protein level analysis is needed to figure out whether resulting changes are p53-dependent or not.

HNT3 antioksidan geninin insandaki homoloğu APTX geninden üretilen Aprataksin, adenilat içeren abortif DNA ligasyon ara ürünlerine etki ederek verimli bir şekilde yeniden birleşebilen terminaller oluşturur. Böylece DNA hasarını engellerler. Ayrıca birçok DNA tamir proteini ile de etkileşim halindedir. Bunlar arasında hücre döngüsünü, apoptozu ve DNA tamirini kontrol eden p53 de bulunmaktadır. p53 fonksiyonunu, stabilitesini ve katlanmasını belirleyen DNA-bağlanma alanı birçok sistein kalıntıları barındırmaktadır. Bu kalıntılar arası bağlar oxidatif ortamda dönüşerek protein konformasyonunu değiştirir. Bu sebeple antioxidan Aprataksin, p53 üzerinden bağlantılı yolakları regüle edebilir. Önceki çalışmalar göstermiştir ki Aprataksin yokluğu reaktif oksijen türü seviyesinde artışa neden olurken aynı zamanda mitokondrianın işlevselliğini bozmuştur. Beyin ve kas hücrelerinde yıkıcı etkilere neden olan bu genin mutasyonu meme hüclerinde çalışılmamıştır. Bu çalışmanın amacı p53'e bağlı hücresel süreçlerin Aprataksin temelli değişimlere karşı oluşturduğu farklılıkları ortaya çıkarmaktır. Aprataksin fazla ekspresyonunun MCF10A hücrelerinde düşük stres koşullarına karşı hücre döngüsünün ilerleyişini durdurduğunu tespit edilmiştir. Fakat aynı hücre hatlarında indüklenmiş stres ortamında apoptozun tetiklendiği görülmüştür. Ayrıca MCF10A APTX Crispr hücreleriyle yapılan apoptotik ölçümlerde kontrole kıyasla yüksek seviyede bazal hücre ölümü gözlemlenmiştir. MCF7 APTX Crispr hücrelerinde ise p53 hedef genlerinin ekspresyon seviyesi analizi apoptozun ekstrinsik yolağında potansiyel bir değişimi işaret etmektedir. Sonuç olarak, bu araştırmanın bulguları Aprataksin'in p53 yolağını nasıl etkilediğini anlamamıza yardımcı olmaktadır. Hem stress seviyesine hem de protein düzeyindeki farklılıklara odaklanan daha detaylı incelemeler gelecekteki çalışmalara eklenmelidir.