Gentechnologie

Abstrakt

Endogene Faktoren, die spontane DNA-Schäden verursachen, die zu einer zufälligen Integration in menschlichen Zellen führen

Haruna Kamekawa, Aya Kurosawa, Masumi Umehara, Eriko Toyoda und Noritaka Adachi

Bei der zufälligen Integration handelt es sich um ein Phänomen, bei dem transfizierte DNA-Moleküle sich durch nicht-homologe Rekombination in (zufällige Stellen) des Wirtsgenoms integrieren. Obwohl angenommen wird, dass die Reparatur von DNA-Doppelstrangbrüchen zu zufälligen Integrationsereignissen führt, ist noch wenig darüber bekannt, wie diese endogenen DNA-Läsionen in lebenden Zellen entstehen. In dieser Studie präsentieren wir Beweise dafür, dass DNA-Topoisomerase IIa (Top2α) und reaktive Sauerstoffspezies (ROS) für die Verursachung von genomischen DNA-Schäden verantwortlich sind, die zu zufälliger Integration führen. Insbesondere haben wir eine menschliche Prä-B-Lymphozyten-Zelllinie verwendet, um die Auswirkungen der zellulären Top2-Expressionsniveaus und Sauerstoffkonzentrationen während der Zellkultur zu untersuchen. Wir stellen fest, dass die Behandlung von Zellen mit Top2α-siRNA die Häufigkeit der zufälligen Integration signifikant verringert, während das Fehlen von Top2β wenig oder keine Auswirkungen hatte. Wir zeigen auch, dass Zellen, die nach der Elektroporation kontinuierlich unter sauerstoffarmen (3 %) Kulturbedingungen kultiviert wurden, eine geringere Häufigkeit der zufälligen Integration aufweisen als Zellen unter normalen (21 %) Sauerstoffbedingungen. Diese Erkenntnisse stützen die Annahme, dass das Top2α-Protein und ROS endogene Faktoren sind, die DNA-Schäden verursachen können, die zu einer zufälligen Integration transfizierter DNA in menschliche Zellen führen.