Podcasts about nbs1

The Nbs1 protein (nibrin, p95) is a member of the DNA repair/checkpoint complex Mre11/Rad50/Nbs1 (MRN), which plays a critical role in the cellular responses to DNA damage, cell cycle checkpoints, and telomere and genome stability. Many transgenic models in mice and clinical symptoms of NBS patients have clearly shown that Nbs1 exerts pleiotropic actions in growth and development of mammals. However, the molecular role of Nbs1 in mitogenic signaling pathways which could explain the growth retardation, developmental defects and impaired proliferation capacity of NBS patient cells has not been demonstrated, so far. This study shows that after repression of endogenous Nbs1 levels using short interference RNA, hTERT-immortalized RPE cells exhibit decreased proliferation ability and poor response to IGF-1 stimulation. After release from G1 arrest, NBS1 siRNA-transfected cells display disturbances in periodical oscillations of cyclin E and A, and delayed cell cycle progression. Remarkably, lower phosphorylation levels of c-Raf, and diminished activity of ERK1/2 in response to IGF-1 suggest a link between NBS1, IGF-1 signaling, and Ras/Raf/MEK/ERK cascade. The functional relevance of NBS1 in mitogenic signaling and initiation of cell cycle progression are demonstrated in NBS1 siRNA-transfected cells where IGF-1 has a limited capacity to induce expressions of FOS and CCND1. The impact of NBS1 on the IGF-1 signaling cascade is finally identified by the reduction of IGF1R, SOS1 and SOS2 expression in NBS1 siRNA-transfected cells. The disturbed IGF-1 signaling, a consequence of diminished expression of the key components of the cascade, results in a failure of IGF-1 to rescue NBS1 siRNA-transfected cells from gamma radiation-induced cell death. In conclusion, this study provides the first evidence that, by modulating the IGF-1 signaling cascade, NBS1 has a functional role in the promotion of cell cycle progression, cell proliferation, and cellular radio-resistance in addition to its well known function for proper DNA double strand break signaling.

DNA damage poses a considerable threat to genomic integrity and cell survival. One of the most harmful forms of DNA damage are double-strand breaks that arise spontaneously during regular DNA processing like replication or meiosis. In addition, they can also be induced by a variety of DNA damaging agents like UV light, cell toxins or anti-cancer drugs. Failure of the rapid repair of these breaks can lead to chromosomal rearrangements and ultimately tumorigenesis in humans. In response to these genomic threats, a highly developed DNA repair network of protein factors has evolved, where the Mre11/Rad50/Nbs1 (MRN) complex is sought to play a key role in sensing, processing and repair of DNA double-strand breaks. Orthologs of Mre11 and Rad50, but not Nbs1, are found in all taxonomic kingdoms of life, suggesting that Mre11 and Rad50 form the core of this complex. In this work structural studies were performed to decipher the overall architecture and the interaction of SbcC and SbcD, the bacterial orthologs of Rad50 and Mre11. Using X-ray crystallographic and small angle X-ray scattering techniques the crystal as well as the in solution structures of the Thermotoga maritima SbcC ATPase domain in complex with full-length SbcD were solved. The crystal and in solution structure match well fortifying the calculated models that reveal an open, elongated complex with dimensions of approximately 210 Å * 75 Å * 65 Å. The heterotetrameric protein assembly consists of two SbcD molecules that homodimerize at domains I to form the central portion of the complex. Located at the outer areas of this homodimer domains II are arranged close to lobe II of SbcC building a small protein-protein interface. The C-terminal domains III of SbcD are connected to domains II via a flexible linker and associate through hydrophobic interactions with the coiled-coils of SbcC. These arrangements in combination with earlier findings lead to a model where upon ATP-binding the complex performs a conformational switch resulting in a ring-shaped structure. This conformation would bear a central cavity to harbor DNA strands that can be processed by the inwards oriented nuclease active sites of SbcD.

Das Nijmegen Breakage Syndrom (NBS) gehört zur Gruppe der humanen, vererbbaren Chromosomeninstabilitätssyndromen mit einem pleiotrophen Phänotyp. Betroffene Personen sind homozygot für eine Mutation im NBS1 Gen, die zu einem Ausfall der Bildung eines funktionellen Genproduktes führt. NBS Patienten reagieren u. a. empfindlicher auf ionisierende Bestrahlung, sind immundefizient und entwickeln mit erhöhter Wahrscheinlichkeit maligne Erkrankungen. Durch die vergleichende Analyse von zwei Zellpaaren mit NBS1-/- lymphoblastoiden Zelllinien und ihren entsprechenden NBS1+/- Linien, die aus Zellen von blutsverwandten Personen generiert wurden, wurden mögliche Ursachen für den auf zellulärer Ebene gut charakterisierten Phänotyp der erhöhten Strahlensensitivität der NBS1-/- Linien untersucht. Die Analyse einer möglichen differentiellen Genexpression in diesen Zelllinien mittels DNA Microarraytechnologie ergab nur ein signifikant minderexprimiertes Gen in den NBS1-/- Linien beider Zellpaare: LCK. Dieses Gen ist an der positiven Regulation der strahleninduzierten Apoptose in B- und T-Zellen beteiligt, weshalb die Rolle von NBS1 für die Regulation der strahleninduzierte Apoptose untersucht wurde. Es konnte gezeigt werden, dass NBS1-/- Zellen verglichen mit den entsprechenden NBS1+/- Zellen eine erhöhte Induktion von Apoptose nach gamma-Bestrahlung aufweisen. Die Analyse des Apoptoseweges demonstrierte die negative Regulation des CD95 vermittelten Weges durch NBS1. Die erhöhte strahleninduzierte Apoptose ist eine gute Erklärungsmöglichkeit für die beschriebene erhöhte Strahlensensitivität von NBS Zellen, da die Reparatur von DNA Doppelstrangbrüchen (DSB) von der NBS1 Mutation nicht beeinträchtigt wird und somit keine Erklärung für diesen Phänotyp bietet. Möglicherweise beeinflusst NBS1 aber die Regulation der beiden DSB Reparaturwege homologe Rekombination oder nicht-homologe Endverknüpfung. Um zukünftig das Ausmaß der Verwendung dieser beiden Reparaturwege in NBS1 defizienten Zellen studieren zu können, wurde ein Vektorsystem entwickelt, das die Quantifizierung der Verwendung dieser DSB Reparaturwege durch Analyse von Fluoreszenzmarken nach sequenzspezifischer Induktion von DSB in vivo ermöglicht. Neben der Rolle von LCK in der Regulation der Apoptose ist LCK als T-zellspezifisches Protein insbesondere an der T-Zellaktivierung beteiligt. Deshalb wurde die Rolle von NBS1 für die Regulation der LCK Expression in einer T-Zelllinie untersucht (Jurkat), um so möglicherweise eine weitere Ursache für die Immundefizienz der NBS Patienten beschreiben zu können. Allerdings ist die LCK Expression in diesen Zellen unabhängig von NBS1.