La AAA+ ATPasa Mgs1/WRNIP1 y su relación con la tolerancia al daño en el DNA durante la replicación cromosómica

Abstract

Los mecanismos de tolerancia al daño en el DNA son esenciales para hacer frente a las lesiones del material genético que permanecen sin reparar durante la fase S e interfieren con las horquillas de replicación. Estos mecanismos contribuyen a que la replicación cromosómica se complete en cada ciclo celular, por lo que tienen un papel muy importante en el mantenimiento de la integridad genómica. En células eucarióticas, la tolerancia al daño en el DNA se lleva a cabo principalmente por la ruta RAD6/RAD18, que se divide en dos ramas que definen dos modos diferentes de acción: síntesis de DNA a través de lesiones, realizada por polimerasas especializadas y frecuentemente mutagénica, e intercambio de molde, normalmente libre de errores, mediada por la E3 ubiquitina ligasa Rad5 en Saccharomyces cerevisiae (HLTF y SHPRH en células humanas) y el complejo E2 conjugador de ubiquitina Ubc13-Mms2. En esta tesis doctoral, dentro del análisis de factores que podrían modular la tolerancia al daño en el material genético, encontramos que la eliminación de la AAA+ ATPasa Mgs1 de S. cerevisiae (WRNIP1 en células humanas, RarA/MgsA en bacterias), o de su actividad catalítica, suprimen significativamente la sensibilidad de las células que carecen de Rad5 al tratamiento con agentes que causan daño en el DNA, como el metil metanosulfonato (MMS), o estrés replicativo, como la hidroxiurea (HU). La eliminación de Mgs1 en células rad5D, o la inactivación de su actividad ATPasa, facilitan una vía alternativa al intercambio de molde que permite la replicación cromosómica bajo condiciones de estrés genotóxico en las que las horquillas de replicación quedarían bloqueadas por la ausencia de Rad5. Esta replicación depende de la polimerasa d y de la modificación de PCNA en el residuo Lys164, y está mediada por un modo de recombinación homóloga dependiente de Rad52 y Rad59. Esta ruta alternativa requiere la participación de Esc2 y Elg1, que harían posible la descarga de la anti-recombinasa Srs2 y PCNA sumoilada de las horquillas de replicación en las células mgs1Drad5D, permitiendo localmente la recombinación. La presencia de Mgs1 en células carentes de Rad5 impide esta recombinación, por lo que las horquillas quedan bloqueadas debido a la ausencia del intercambio de molde y de otra vía que permita tolerar las lesiones para finalizar la replicación de los cromosomas. Esta situación se correlaciona con una acumulación de Elg1 en la cromatina en las células rad5D, que podría ser una causa o una consecuencia de la estabilización de PCNA y Srs2 en las horquillas. En células RAD5+, y bajo condiciones de daño en el DNA o estrés replicativo, Mgs1 podría contribuir a inhibir la recombinación homóloga en las horquillas de replicación dañadas o bloqueadas, facilitando así el intercambio de molde como el principal mecanismo de tolerancia al daño en el DNA durante la fase S.