SERTAD1 is a novel regulator of DNA damage reponse

Abstract

Tumor suppressor p53-binding protein 1 (53BP1) -plays a role in DNA damage response (DDR) to repair DNA damage, especially non-homologous end-joining repair. However, the detailed mechanism of 53BP1 in DDR remains elusive. Here, we report that SERTAD1 is a novel 53BP1-binding protein identified by yeast two-hybrid screening. We also show that SERTAD1 is interacted with Rif1 and PTIP, which is downstream protein of 53BP1 in DDR. Depletion of SERTAD1 results in cellular hypersensitivity and impaired DNA damage repair to IR, as detected by clonal survival assay and late γ-H2AX foci staining. SERTAD1-depleted cells decrease the Rif1 and PTIP damage foci to IR, and increase BRCA1 and RPA damage foci in G1 cells. However, we show that a 53BP1 damage focus is similar in SERTAD1 absence or presence condition. Further-more, depletion of SERTAD1 shows a decrease non-homologous end-joining (NH) and an increase single-strand annealing (SSA) and homologous recombi-nation repair (HR). Thus, our combined results suggest that SERTAD1 is a novel regulator of 53BP1-mediated DNA damage repair.|DNA 손상반응 단백질 중 하나인 53BP1은 DNA손상시 손상인식, 복구 및 세포주기 조절에 관여하고, 특히 비 상동 말단 결합 활성에 중요한 단백질로 알려져 있다. 그러나 이런 DNA 손상 반응에서의 53BP1의 자세한 기전은 아직 밝혀지지 않았다. 본 연구에서는 Yeast two-hybrid screening을 통해 DNA손상반응에 중요한 역할을 하는 53BP1과 결합하는 SERTAD1을 동정하였다. P34로 알려진 단백질 Sertad1은 Cdk4활성을 조절하고, 암 세포에서 항 세포 사멸 활성을 나타내는 것으로 보고 되어있다. 그러나 본 연구에서 우리는 SERTAD1이 53BP1과의 결합을 통해 DNA손상반응에 관여하는 새로운 기전을 밝히고자 한다. 먼저 세포 내(in vivo)에서 SERTAD1과 53BP1이 결합함을 확인하였고, SERTAD1이 53BP1의 downstream인 DNA손상반응 단백질 Rif1과 PTIP와도 세포 내에서 결합함을 확인하였다. 이는 53BP1이 매개된 DNA손상반응에 SERTAD1이 기능적으로 연관됨을 시사한다. SERTAD1이 53BP1 활성조절에 미치는 영향을 조사하기 위해 먼저 SERTAD1이 결핍된 세포에서 53BP1의 기능을 조사한 결과 53BP1의 DNA손상 foci와 인산화가 감소됨을 관찰하였다. 또한 SERTAD1이 결핍된 세포에서는 G1 단계에서 Rif1과 PTIP foci가 감소하고 BRCA1과 RPA foci가 증가되는 것을 방사선 조사로 확인하였다. 또한, SERTAD1이 결핍된 세포에서 DNA손상 복구 활성이 떨어짐을 clonal survival assay, comet assay, late γ-H2AX 염색법 등을 통해 관찰하였다. 특히 SERTAD1결손에 의한 53BP1의 기능저하에 따른 비 상동 말단 결합 활성의 저하에 관여함을 확인하였다. 또한, SERTAD1 결핍에 의한 DNA 손상복구 저하가 53BP1의 상동재결합 활성을 증진시킴을 SA-GFP 벡터 시스템과 DR-GFP 벡터 시스템을 통해 확인하였다. 따라서, 본 연구 결과는 SERTAD1이 53BP1과 상호작용을 통해 DNA손상반응, 특히 비 상동 말단 결합 활성을 조절하는 새로운 기전임을 제안한다.