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May 13, 2023

C11orf54 promove o reparo do DNA através do bloqueio do CMA

Volume de Biologia da Comunicação

Biologia da Comunicação volume 6, Número do artigo: 606 (2023) Citar este artigo

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C11orf54 é um éster hidrolase altamente conservado em diferentes espécies. C11orf54 foi identificado como uma proteína biomarcadora de cânceres renais, mas sua função exata permanece pouco compreendida. Aqui demonstramos que o knockdown de C11orf54 diminui a proliferação celular e aumenta o dano ao DNA induzido pela cisplatina e a apoptose. Por um lado, a perda de C11orf54 reduz a expressão de Rad51 e o acúmulo nuclear, o que resulta na supressão do reparo por recombinação homóloga. Por outro lado, C11orf54 e HIF1A interagem competitivamente com HSC70, o knockdown de C11orf54 promove a ligação de HSC70 a HIF1A para direcioná-lo para degradação via autofagia mediada por chaperonas (CMA). A degradação de HIF1A mediada por knockdown de C11orf54 reduz a transcrição da subunidade regulatória da ribonucleotídeo redutase M2 (RRM2), que é uma enzima RNR limitante da taxa para síntese de DNA e reparo de DNA produzindo dNTPs. Suplemento de dNTPs pode resgatar parcialmente dano de DNA mediado por knockdown de C11orf54 e morte celular. Além disso, descobrimos que a Bafilomicina A1, um inibidor da macroautofagia e da autofagia mediada por chaperonas, mostra efeitos de resgate semelhantes aos do tratamento com dNTP. Em resumo, descobrimos um papel de C11orf54 na regulação de danos ao DNA e reparo por meio da diminuição mediada por CMA do eixo HIF1A/RRM2.

A integridade genômica é crucial na manutenção da homeostase, desenvolvimento normal e prevenção do câncer1. Tanto o estresse genômico endógeno quanto o exógeno causam quebras de fita simples (SSBs) e quebras de fita dupla (DSBs) do DNA, levando a uma resposta ativa ao dano do DNA (DDR)2,3. As vias DDR detectam, sinalizam e reparam diferentes tipos de danos ao DNA, o que é crucial para manter a estabilidade genômica4. A recombinação homóloga (HR) representa o mecanismo primário para o reparo dirigido por homologia livre de erros de DSBs e reticulações intercadeias (ICLs). O Rad51 e seus parálogos desempenham papéis essenciais nesse processo5,6. A ribonucleotídeo redutase (RNR) catalisa os desoxirribonucleotídeos (dNTP) necessários para a síntese de DNA. As duas subunidades RRM1 (Ribonucleotide Redutase Catalytic Subunit M1) e RRM2 (Ribonucleotide Redutase Regulatory Subunit M2) constituem o complexo α2β2 para exercer atividade catalítica, e o equilíbrio dos dNTPs dentro das células é vital para a homeostase celular e manutenção da integridade genômica7,8,9. A enzima RNR limitante da taxa, RRM2, é essencial para a síntese e reparo do DNA, produzindo dNTPs10.

O fator induzível por hipóxia-1 (HIF1) é um complexo transcricional dimérico que participa de muitos processos biológicos, como metabolismo, inflamação e tumorgênese11. O HIF1A é uma subunidade do complexo HIF1, que foi modificado por prolil-hidroxilases (PHDs) específicas do HIF na presença de O2. HIF1A modificado é degradado pelo proteassoma, que requer hidroxilação de prolina dependente de oxigênio e ubiquitinação mediada por von Hippel-Lindau (VHL)12. Além disso, foi relatado que o HIF1A regula o DDR de várias maneiras. P-H2A.X é um marcador para quebras de fita dupla de DNA para amplificar o sinal de dano e recrutar proteínas de reparo de dano de DNA13. Em células cancerígenas, o knockdown de HIF1A reduz o acúmulo de p-H2A.X induzido por hipóxia e então afeta a capacidade de reparo de danos ao DNA e a resistência à terapia tumoral14. A estabilização mediada por hipóxia de HIF1A promove a transcrição de hTERT (transcriptase reversa da telomerase) e hTR (componente de RNA da telomerase) e então regula o dano ao DNA e a estabilidade genômica15,16. Enquanto isso, a perda de HIF1A pode restringir o reparo da quebra da fita dupla do DNA e ser mais sensível à quimioterapia17,18.

A autofagia mediada por chaperonas (CMA) é um tipo de autofagia na qual os substratos são direcionados diretamente ao lisossomo para degradação. As proteínas do substrato CMA são seletivamente reconhecidas pela proteína cognata de choque térmico de 70 kDa (HSC70) e direcionadas aos lisossomos, posteriormente recrutadas para o receptor de membrana lisossômica tipo 2A (LAMP2A) para degradação mediada por CMA19. O CMA participa do reparo do DNA e pode prevenir a transformação maligna por manter a estabilidade do genoma19. Estudos recentes demonstraram que o HIF1A é um substrato do CMA e está envolvido na regulação do ciclo celular. O HIF1A é degradado de maneira dependente de CMA quando é ubiquitilado em Lys63 pela ubiquitina-proteína ligase E3 STUB120. Checkpoint quinase 1 (CHK1), o regulador do ciclo celular, é outro substrato CMA. A inibição do CMA causa persistência nuclear de Chk1 durante a resposta ao dano do DNA, levando ao acúmulo de danos ao DNA e prejudicando o reparo do DNA21.