ACL에 의한 DNA손상 복구 조절 기전 연구

Abstract

ATP Citrate-Lyase(ACL) is a key enzyme linking glucose metabolism to li-pid synthesis and required for increase in histone acetylation in response to growth factor stimulation and during differentiation. Here, we report that ACL is a novel 53BP1-interacting protein identified by yeast two-hybrid screening. 53BP1 is key regulator of DNA damage response, which plays a critical role in repair of DNA double strand breaks through the non-homologous end joining pathway. We found that association of ACL and 53BP1 showed in nucleus as well as cytoplasm, suggesting that ACL is functionally related 53BP1-mediated DNA damage response. ACL depletion decreases the recruitment of 53BP1 foci and phosphorylation of 53BP1 after DNA damage. Moreover ACL-deficient cells were hypersensitive to IR-induced cell death and defective to DNA repair, as revealed by a clonal survival assay and comet assay, respectively. ACL-deficient cells were also shown to exhibit impaired non-homologous end-joining. Taken together, these finding suggest that a potential role for ACL in DNA double strand break repair through interaction with 53BP1.

|ATP-Citrate Lyase(ACL) 단백질은 지질대사 과정 중 지방산 생합성에 관여하는 효소로써, 최근엔 성장인자 자극에 대한 반응과 분화과정 동안에 Acetyl-co A를 생산함으로써 히스톤을 아세틸화 한다고 보고되었다. 여기서 우리는 Yeast two-hybrid screening을 통해 이 ACL단백질과 결합하는 단백질들을 동정하였고 그 중에서 DNA손상반응에 중요한 역할을 하는 53BP1이 결합함을 확인하였다. 53BP1은 DNA손상시 손상인식, 복구 및 세포주기 조절에 관여하는 단백질로 알려져 있다. 본 연구에서는 ACL이 53BP1과의 결합을 통해 DNA손상반응에 관여하는 기전을 밝히고자 한다. 먼저 세포 내(in vivo)와 세포 밖(in vitro)에서 ACL과 53BP1이 결합함을 보았고, ACL이 세포질 뿐 아니라 핵에도 위치함을 관찰하였다. 이는 53BP1이 매개된 DNA손상반응에 ACL이 기능적으로 연관됨을 시사한다. ACL이 53BP1 활성조절에 미치는 영향을 조사하기 위해 먼저 ACL이 결핍된 세포에서 53BP1의 기능을 조사한 결과 53BP1의 DNA손상 foci와 인산화가 감소됨을 관찰하였다. 그러나 다른 DNA손상 반응관련 단백질 BRCA1, MDC1, γ-H2AX의 foci형성에는 영향이 없음을 보았다. 또한, ACL이 결핍된 세포에서 DNA손상 복구 활성이 떨어짐을 clonal survival assay, comet assay, late γ-H2AX 염색법 등을 통해 관찰하였다. 특히 이는 ACL결손에 의한 53BP1의 기능저하에 따른 비 상동 말단 결합 활성의 저하에 관여함을 확인하였다. 따라서, 본 연구결과는 지질대사 조절효소 ACL이 53BP1과 상호작용을 통해 DNA손상반응, 특히 비 상동 말단 결합 활성을 조절함을 제안한다.