Cell response to genotoxic agents is complex and involves the participation of different classes of genes including cell cycle control, DNA repair and apoptosis. In this report, we presented a approach to characterize the cellular functions associated with the altered transcript profiles of MCF-7 exposed to low-dose in vitro gamma-irradiation. We used the method of human 2.4 k cDNA microarrays containing apoptosis, cell cycle, chromatin, repair, stress and chromosome genes to analyze the differential gene expression characterization that were displayed by radiation-exposed cell, human breast carcinoma MCF-7 cell line, such as 4 Gy 4 hr, 8 Gy 4 hr, and 8 Gy 12 hr. Among these genes, 66 were up-regulated and 49 were down-regulated. Specific genes were concomitantly induced in the results. Cyclin dependent kinase 4 (Cdk4) is induced for starting the cell cycle. This regulation is required for a DNA damageinduced G1 arrest. In addition to, an apoptotic pathways gene Bcl-w was concomitantly induced. Mismatch repair protein homologue-l (hMLH1), a necessary component of DNA mismatch protein repair (MMR), in G2-M cell cycle checkpoint arrest. The present study provides new information on the molecular mechanism underlying the cell response to genotoxic stress, with relevance to basic and clinical research.
Polymorphisms in DNA repair genes have been shown to influence DNA repair processes and to modify cancer susceptibility. Here we conducted a case-control study to assess the role of potential SNPs of DNA repair genes on the risk of glioma and meningioma. We included 297 cases and 458 cancer-free controls. Genotyping of XRCC1 Gln399Arg, XRCC1 Arg194Trp, XRCC2 Arg188His, XRCC3 Thr241Met, XRCC4 Ala247Ser, ERCC1 Asn118Asp, ERCC2 Lys751Gln and ERCC5 Asp1558His were performed in a 384-well plate format on the Sequenom MassARRAY platform. XRCC1 Arg194Trp (rs1799782) and ERCC2 Asp312Asn rs1799793 did not follow the HWE in control group, and genotype distributions of XRCC1 Gln399Arg rs25487, XRCC2 Arg188His rs3218536 and ERCC2 Asp312Asn rs1799793 were significantly different between cases and controls (P<0.05). We found XRCC1 399G/G, XRCC1 194 T/T and XRCC3 241T/T were associated with a higher risk when compared with the wild-type genotype. For ERCC5 Asp1558His, we found G/G genotype was associated with elevated susceptibility. In conclusion, our study has shown that XRCC1 Gln399Arg, XRCC1 Arg194Trp, XRCC3 Thr241Met and ERCC5 Asp1558His are associated with risk of gliomas and meningiomas. This finding could be useful in identifying the susceptibility genes for these cancers.
The fetal central nervous system (CNS) is sensitive to diverse environmental factors, such as alcohol, heavy metals, irradiation, mycotoxins, neurotransmitters, and DNA damage, because a large number of processes occur during an extended period of development. Fetal neural damage is an important issue affecting the completion of normal CNS development. As many concepts about the brain development have been recently revealed, it is necessary to compare the mechanism of developmental abnormalities induced by extrinsic factors with the normal brain development. To clarify the mechanism of fetal CNS damage, we used one experimental model in which 5-azacytidine (5AZC), a DNA damaging and demethylating agent, was injected to the dams of rodents to damage the fetal brain. 5AzC induced cell death (apoptosis)and cell cycle arrest in the fetal brain, and it lead to microencephaly in the neonatal brain. We investigated the mechanism of apoptosis and cell cycle arrest in the neural progenitor cells in detail, and demonstrated that various cell cycle regulators were changed in response to DNA damage. p53, the guardian of genome, played a main role in these processes. Further, using DNA microarray analysis, tile signal cascades of cell cycle regulation were clearly shown. Our results indicate that neural progenitor cells have the potential to repair the DNA damages via cell cyclearrest and to exclude highly affected cells through the apoptotic process. If the stimulus and subsequent DNA damage are high, brain development proceeds abnormally and results in malformation in the neonatal brain. Although the mechanisms of fetal brain injury and features of brain malformation afterbirth have been well studied, the process between those stages is largely unknown. We hypothesized that the fetal CNS has the ability to repair itself post-injuring, and investigated the repair process after 5AZC-induced damage. Wefound that the damages were repaired by 60 h after the treatment and developmental processes continued. During the repair process, amoeboid microglial cells infiltrated in the brain tissue, some of which ingested apoptotic cells. The expressions of genes categorized to glial cells, inflammation, extracellular matrix, glycolysis, and neurogenesis were upregulated in the DNA microarray analysis. We show here that the developing brain has a capacity to repair the damage induced by the extrinsic stresses, including changing the expression of numerous genes and the induction of microglia to aid the repair process.
UV radiation is the most dangerous stress factor among permanent environmental impacts on human skin. Consequences of UV exposure are aberrant tissue architecture, alterations in skin cells including functional changes. Nowadays new kinds of outdoor leisure-time activities and changing environmental conditions make the question of sun protection more important than ever. It is necessary to recognize that self-confident consumers do not consider to change their way of life, they demand modern solutions on the basis of new scientific developments. In the past one fundamental principle of cosmetics was the use of physical and organic filter systems against damaging UV-rays. Today new research results demonstrate that natural protecting cell mechanisms can be activated. Suitable biological actives strongly support the protection function not from the surface but from the inside of the cell. A soy seed preparation (SSP) was proven to stimulate natural skin protective functions. The major functions are an increased energy level and the prevention of DNA damage. These functions can I be defined as biological UV protection. The tumor suppressor protein p53 plays a key role in the regulation of DNA repair. p53 must be transferred into the phosphorylated form to work as transcription factor for genes which are regulating the cell cycle or organizing DNA repair. A pretreatment with SSP increases the phosphorylation rate of p53 of chronically UV-irradiated human keratinocytes significantly. According to the same test procedure SSP induces a dramatic increase in the expression of the tumor suppressor protein p14$^{ARF}$ that is supporting the p53 activity by blocking the antagonist of p53, the oncoprotein Mdm2. Mdm2, a ubiquitin E3-ligase, downregulates p53 and at the same time it prevents phosphorylation of p53. The positive influence of the tumor suppressor proteins explains the stimulation of DNA repair and prevention of sunburn cell formation by SSP, which was proven in cell culture experiments. In vivo the increased skin tolerance against UV irradiation by SSP could be confirmed too. We have assumed, that an increased repair potential provides full cell functionality.y.
Nissar, Saniya;Sameer, Aga Syed;Rasool, Roohi;Chowdri, Nissar A;Rashid, Fouzia
Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
/
제16권15호
/
pp.6385-6390
/
2015
Background: Genetic polymorphisms in DNA repair genes may influence individual variation in DNA repair capacity, which may be associated with risk of developing cancer. For colorectal cancer the importance of mutations in mismatch repair genes has been extensively documented. Materials and Methods: In this study we focused on the Arg194Trp polymorphism of the DNA repair gene XRCC1, involved in base excision repair (BER) and its role in colorectal cancer in Kashmiri population. A case-control study was conducted including 100 cases of colorectal cancer, and 100 hospital-based age- and sex-matched healthy controls to examine the role of XRCC1 genetic polymorphisms in the context of colorectal cancer risk for the Kashmiri population. Results: Genotype analysis of XRCC1 Arg194Trp was conducted with a restriction fragment length polymorphism (RFLP) method. The overall association between the XRCC1 polymorphism and the CRC cases was found to be significant (p < 0.05) with both the heterozygous genotype (Arg/Trp) as well as homozygous variant genotype (Trp/Trp) being moderately associated with the elevated risk for CRC [OR=2.01 (95% CI=1.03-3.94) and OR=5.2(95% CI=1.42-19.5)] respectively. Conclusions: Our results suggest an increased risk for CRC in individuals with XRCC1 Arg194Trp polymorphism suggesting BER repair pathway modulates the risk of developing colorectal cancer in the Kashmiri population.
DNA repair capacity is crucial in maintaining cellular functions and homeostasis. However, it can be altered based on DNA sequence variations in DNA repair genes and this may lead to the development of many diseases including malignancies. Identification of genetic polymorphisms responsible for reduced DNA repair capacity is necessary for better prevention. Homologous recombination (HR), a major double strand break repair pathway, plays a critical role in maintaining the genome stability. The present study was performed to determine the frequency of the HR gene XRCC3 Exon 7 (C18067T, rs861539) polymorphisms in Saudi Arabian population in comparison with epidemiological studies by "MEDLINE" search to equate with global populations. The variant allelic (T) frequency of XRCC3 (C>T) was found to be 39%. Our results suggest that frequency of XRCC3 (C>T) DNA repair gene exhibits distinctive patterns compared with the Saudi Arabian population and this might be attributed to ethnic variation. The present findings may help in high-risk screening of humans exposed to environmental carcinogens and cancer predisposition in different ethnic groups.
The RAD3 gene of Saccharomyces cerevisiae is required for excision repair and is essential for cell viability. The RAD3 encoded protein possesses a single stranded DNA-dependent ATPase and DNA and DNA-RNA helicase activities. To examine the extent of conservation of structure and function of a S. pombe RAD3 during eukaryotic evolution, the RAD3 homolog gene was isolated by screening of genomic DNA library. The isolated gene was designated as HRD3 (homolog of RAD3 gene). Southern blot analysis confirmed that S. pombe chromosome contains the same DNA as HRD3 gene and this gene exists as a single copy in S. pombe. The transcript of 2.8 kb was detected by Northern blot analysis, The level of transcripts increased by ultraviolet (UV) irradiation, indicating that HRD3 is one of the UV-inducible genes in S. pombe. Furthermore, the predicted partial sequence of HRD3 protein has 60% identity to S. cerevisiae RAD3 gene. This homology was particularly striking in the regions identified as being conserved in a group of DNA helicases. Gene deletion experiments indicate that the HRD3 gene is essential for viability and DNA repair function. These observations suggest evolutionary conservation of other protein components with which HRD3 might interact in mediating its DNA repair and viability functions.
The present study intends to characterize the DNA damage-inducible responses in eukaryotic cells. The fission yeast, S. pombe, which displays efficient DNA repair systems, was used in this study as a model system for higher eukaryotes. To study UV-inducible responses in S. pombe, five UV-inducible cDNA clones were isolated from S. pombe by using subtration hybridization method. To investigate the expression of isolated genes, the cellular levels of the transcripts of these genes were determined by Northern blot analysis after UV-irradiation. The transcripts of isolated gene (UV130) increased rapidly and reached maximum accumulation after UV-irradiation. Compared to the message levels of control, the levels of maximal increase were approximately 5 fold to UV-irradiation. In order to investigation whether the increase of UV130 transcripts was a specific results of UV-irradiation, UV130 transcript levels were examined after treating the cells to Methylmethane sulfonate (MMS). The transcripts of UV130 were not induced by treatment of 0.25% MMS. These results implied that the effects of damaging agents are complex and different regulatory pathways exist for the induction of these genes. To characterize the structure of UV130 gene, nucleotide sequences were analyzed. The nucleotide sequence of 1,340 nucleotide excluding poly(A) tail contains one open reading frame, which encodes a protein of 270 amino acids. The predicted amino acid sequences of UV130 do not exhibit any significant similarity to ther known sequences in the database.
Mutation signatures represent unique sequence footprints of somatic mutations resulting from specific DNA mutagenic and repair processes. However, their causal associations and the potential utility for genome research remain largely unknown. In this study, we performed PanCancer-scale correlative analyses to identify the genomic features associated with tumor mutation burdens (TMB) and individual mutation signatures. We observed that TMB was correlated with tumor purity, ploidy, and the level of aneuploidy, as well as with the expression of cell proliferation-related genes representing genomic covariates in evaluating TMB. Correlative analyses of mutation signature levels with genes belonging to specific DNA damage-repair processes revealed that deficiencies of NHEJ1 and ALKBH3 may contribute to mutations in the settings of APOBEC cytidine deaminase activation and DNA mismatch repair deficiency, respectively. We further employed a strategy to identify feature-driven, de novo mutation signatures and demonstrated that mutation signatures can be reconstructed using known causal features. Using the strategy, we further identified tumor hypoxia-related mutation signatures similar to the APOBEC-related mutation signatures, suggesting that APOBEC activity mediates hypoxia-related mutational consequences in cancer genomes. Our study advances the mechanistic insights into the TMB and signature-based DNA mutagenic and repair processes in cancer genomes. We also propose that feature-driven mutation signature analysis can further extend the categories of cancer-relevant mutation signatures and their causal relationships.
Preserving intact genetic material and delivering it to the next generation are the most significant tasks of living organisms. The integrity of DNA sequences is under constant threat from endogenous and exogenous factors. The accumulation of damaged or incompletely-repaired DNA can cause serious problems in cells, including cell death or cancer development. Various DNA damage detection systems and repair mechanisms have evolved at the cellular level. Although the mechanisms of these responses have been extensively studied, the global RNA expression profiles associated with genomic instability are not well-known. To detect global gene expression changes under different DNA damage and hypoxic conditions, we performed RNA-seq after treating human cervical cancer cells with ionizing radiation (IR), hydroxyurea, mitomycin C (MMC), or 1% O2 (hypoxia). Results showed that the expression of 184-1037 genes was altered by each stimulus. We found that the expression of 51 genes changed under IR, MMC, and hypoxia. These findings revealed damage-specific genes that varied differently according to each stimulus and common genes that are universally altered in genetic instability.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.