Jurnal Internasional RAG mengambil alih faktor seluler untuk kerusakan dan perbaikan

Download Jurnal Disini

Ada bukti jelas bahwa fungsi kompleks gen pengaktif-rekombinasi (RAG) paling baik berfungsi secara in vitro dengan bantuan dari protein pembengkok DNA kotak-mobilitas kelompok tinggi (HMGB1). Dalam edisi Darah ini, Thwaites et al menunjukkan dengan tegas bahwa HMGB1 juga diperlukan untuk pembelahan RAG in vivo. 1

Kecerdasan V (D) yang tak tertandingi Reaksi rekombinasi J (yang memungkinkan jutaan limfosit berkembang untuk mengekspresikan reseptor imun unik mereka sendiri pada permukaan sel) telah memikat para ilmuwan selama beberapa dekade. 2 Mekanisme yang menyediakan repertoar luas reseptor antigen unik ini adalah genetika. sistem rekombinasi yang hanya berfungsi dalam mengembangkan limfosit untuk mengumpulkan ekson yang menyandikan domain pengikat antigen untuk mengumpulkan ekson pengikat antigen dari repertoar kecil segmen gen. Rekombinasi membutuhkan endonuklease spesifik limfosit (produk RAG1 dan RAG2). Rekombinasi V (D) J diprakarsai oleh urutan sinyal rekombinasi pengikat RAG (12-RSS dan 23-RSS) untuk menghasilkan kompleks 12- / 23-RSS yang dipasangkan (aturan 12/23). Pembelahan terjadi dalam 2 langkah: pertama, nick single-strand pada titik hoding pengkodean heptamer, dan kemudian reaksi transesterifikasi untuk menghasilkan ujung sinyal tumpul dan ujung pengkodean hairpinned coding secara kovalen. Studi struktural yang muncul mengungkapkan bagaimana RAG mengkoordinasikan pembelahan berpasangan dari pasangan 12-RSS dan 23-RSS. 34 Meskipun RAG endonuklease adalah satu-satunya komponen khusus limfosit yang diperlukan dari V (D) J kompleks, kompleks RAG hanya menyediakan sebagian dari dasar biokimia untuk rekombinasi V (D) J. Dipahami dengan baik bahwa endonuklease RAG merekrut faktor-faktor dari jalur klasik nonhomologous bergabung (c-NHEJ) untuk memperbaiki DNA double-strand break (DSBs). Bergabung dengan jeda ini menggunakan jalur rawan kesalahan ini memastikan bahwa setiap kali sekelompok segmen gen tertentu dikombinasi ulang, keragaman urutan acak tambahan terjadi di persimpangan, yang (dalam gen reseptor imun yang dirangkai) menyandikan kantong pengikat antigen yang sebenarnya, antigen yang sangat meningkatkan keanekaragaman yang mengikat. Selain itu, jelas (tetapi tidak dipahami oleh mekanisme apa) bahwa kompleks RAG berfungsi setelah pembelahan untuk membatasi akses ke DSB sehingga hanya jalur c-NHEJ yang dapat memperbaiki DSB. 25

Thwaites et al sekarang telah menyediakan data yang baik untuk mendukung hipotesis bahwa RAG memerintahkan faktor lain di mana-mana (HMGB1) untuk memfasilitasi pembelahan DNA. HMGB1 adalah faktor kromatin DNA berlimpah yang dapat memfasilitasi banyak fungsi seluler dengan menekuk DNA dan mempromosikan perakitan kompleks nukleoprotein. Studi seminalis awal 6 menunjukkan bahwa HMGB1 secara dramatis meningkatkan pembelahan RAG, mungkin dengan kemampuannya untuk mendorong pembengkokan RSS, terutama 23-RSS. Meskipun RAG (di hadapan mangan) secara efisien memotong dan memisahkan 12-RSS atau 23-RSS, 7 ditambah pembelahan berpasangan 12-RSS dan 23-RSS di hadapan magnesium kation fisiologis secara dramatis lebih efisien dengan adanya HMGB1. Data in vitro ini menunjukkan bahwa HMGB1 mungkin merupakan kofaktor penting untuk pembelahan RAG in vivo, dianalogikan dengan bagaimana protein penekuk DNA memfasilitasi rekombinasi spesifik-situs pada prokariota. 6 Hipotesis ini dikurangi oleh penelitian yang mendokumentasikan limfosit normal. pengembangan pada tikus yang kekurangan HMGB1. 8 Kemungkinan redundansi fungsional antara HMGB1 dan HMGB2, yang 79% identik dan keduanya diekspresikan dalam limfosit yang berkembang yang dinilai dalam penelitian ini, telah meninggalkan persyaratan untuk HMGB1 di V (D) Saya rekombinasi kontroversi terbuka. Laporan oleh Thwaites et al dapat mengakhiri kontroversi ini.

Thwaites et al menganalisis dengan cermat mutasi senyawa RAG1 yang diidentifikasi pada pasien dengan defisiensi imun primer. Mutasi pada 1 alel RAG adalah hipomorfik (R504Q), yang menjelaskan defisiensi imun yang relatif ringan yang diamati pada pasien. Mutasi pada alel lainnya, R401W, secara dramatis merusak fungsi RAG.

Dalam serangkaian percobaan in vitro dan seluler, penulis menunjukkan bahwa R401W secara spesifik mengganggu pengikatan RAG dengan HMGB1. HMGB1 mengikat spacer RSS di kompleks RAG-DNA. HMGB1 berisi 2 situs pengikatan DNA, Kotak A dan Kotak B. Dari studi struktural tetramers RAG sinaptik, termasuk HMGB1, 39 pengikatan 12-RSS hanya membutuhkan 1 situs pengikatan (Kotak A), sedangkan pengikatan 23-RSS membutuhkan kedua situs pengikatan. Selain itu, Kotak A dari HMGB1 tampaknya bertentangan langsung dengan R401W di 12-RSS dan 23-RSS di kompleks sinaptik. Penelitian oleh Thwaites et al menunjukkan bahwa mutasi R401W mengganggu ikatan HMGB1 dengan tetramer RAG, melumpuhkan pembelahan yang ditambah-RAG secara in vitro, dan secara virtual mengablasi rekombinasi dalam pengujian seluler V (D) J. Hebatnya, mutan R401W melakukan pembelahan yang tidak terpisahkan dengan cara yang mirip dengan RAG1 tipe liar. Temuan ini memberikan dukungan kuat untuk persyaratan ketat untuk HMGB1 selama rekombinasi V (D) J. Dalam pendekatan komplementer, HMGB1 sebagian dibungkam (dalam strain sel yang tidak memiliki HMGB2), menghasilkan pengurangan parah rekombinasi V (D) J dalam pengujian seluler. Selain itu, komplementasi HMGB1 atau HMGB2 mengembalikan rekombinasi V (D) J dalam ketergantungan dosis dengan RAG tipe liar tetapi tidak dengan mutan R401W.

Mutasi R401W jelas-jelas merusak pembelahan berpasangan sementara meninggalkan pembelahan yang tidak terpisahkan secara in vitro. Mungkin bermanfaat untuk mempelajari mutasi R401W dalam model seluler atau mouse rekombinasi kromosom V (D) J untuk menentukan apakah pembelahan yang tidak dapat dipisahkan dapat terjadi secara in vivo (berpotensi tidak layak karena persyaratan untuk mangan). Jika pembelahan tanpa pisah terjadi dengan mutan in vivo ini, akan sangat menarik untuk menentukan apakah DSB tunggal yang diperkenalkan juga sangat terbatas pada c-NHEJ. Tampaknya mungkin bahwa reorganisasi struktural kompleks RAG yang disebabkan oleh pengikatan HMBG1 mungkin berdampak pada bagaimana kompleks RAG bekerja sama dengan faktor jalur c-NHEJ dan jalur respons kerusakan DNA untuk mencegah ketidakstabilan genom yang dapat terjadi jika V (D ) J rekombinasi disregulasi.

Jadi, seperti halnya transposon leluhurnya (dianggap oleh banyak orang sebagai parasit DNA) mengkooptasi faktor seluler untuk menyebar dan menyebar, kompleks RAG membajak faktor-faktor yang memfasilitasi pembelahan dan bergabungnya segi V ( D) J. rekombinasi.

Download Jurnal Disini

Tags: