Alkylpurine-DNA-N-glycosylase confers resistance to temozolomide in xenograft models of glioblastoma multiforme and is associated with poor survival in patients.

Glioblastoma multiforme (GBM) is the most common and lethal of all gliomas. The current standard of care includes surgery followed by concomitant radiation and chemotherapy with the DNA alkylating agent temozolomide (TMZ). O⁶-methylguanine-DNA methyltransferase (MGMT) repairs the most cytotoxic of lesions generated by TMZ, O⁶-methylguanine. Methylation of the MGMT promoter in GBM correlates with increased therapeutic sensitivity to alkylating agent therapy. However, several aspects of TMZ sensitivity are not explained by MGMT promoter methylation. Here, we investigated our hypothesis that the base excision repair enzyme alkylpurine-DNA-N-glycosylase (APNG), which repairs the cytotoxic lesions N³-methyladenine and N⁷-methylguanine, may contribute to TMZ resistance. Silencing of APNG in established and primary TMZ-resistant GBM cell lines endogenously expressing MGMT and APNG attenuated repair of TMZ-induced DNA damage and enhanced apoptosis. Reintroducing expression of APNG in TMZ-sensitive GBM lines conferred resistance to TMZ in vitro and in orthotopic xenograft mouse models. In addition, resistance was enhanced with coexpression of MGMT. Evaluation of APNG protein levels in several clinical datasets demonstrated that in patients, high nuclear APNG expression correlated with poorer overall survival compared with patients lacking APNG expression. Loss of APNG expression in a subset of patients was also associated with increased APNG promoter methylation. Collectively, our data demonstrate that APNG contributes to TMZ resistance in GBM and may be useful in the diagnosis and treatment of the disease.

Lifespan, body size and oxygen : aerobic metabolism and oxidative stress in cultured fibroblasts /

The allometric scaling relationship observed between metabolic rate (MR) and species body mass can be partially explained by differences in cellular MR (Porter & Brand, 1995). Here, I studied cultured cell lines derived from ten mammalian species to determine whether cells propagated in an identical environment exhibited MR scaling. Oxidative and anaerobic metabolic parameters did not scale significantly with donor body mass in cultured cells, indicating the absence of an intrinsic MR setpoint. The rate of oxygen delivery has been proposed to limit cellular metabolic rates in larger organisms (West et al., 2002). As such cells were cultured under a variety of physiologically relevant oxygen tensions to investigate the effect of oxygen on cellular metabolic rates. Exposure to higher medium oxygen tensions resulted in increased metabolic rates in all cells. Higher MRs have the potential to produce more reactive oxygen species (ROS) which could cause genomic instability and thus reduced lifespan. Longer-lived species are more resistant to oxidative stress (Kapahi et al, 1999), which may be due to greater antioxidant and/or DNA repair capacities. This hypothesis was addressed by culturing primary dermal fibroblasts from eight mammalian species ranging in maximum lifespan from 5 to 120 years. Only the antioxidant manganese superoxide dismutases (MnSOD) positively scaled with species lifespan (p<0.01). Oxidative damage to DNA is primarily repaired by the base excision repair (BER) pathway. BER enzyme activities showed either no correlation or as in the case of polymerase p correlated, negatively with donor species (p<0.01 ). Typically, mammalian cells are cultured in a 20% O2 (atmospheric) environment, which is several-fold higher than cells experience in vivo. Therefore, the secondary aim of this study was to determine the effect of culturing mammalian cells at a more physiological oxygen tension (3%) on BER, and antioxidant, enzyme activities. Consistently, standard culture conditions induce higher antioxidant and DNA ba.se excision repair activities than are present under a more physiological oxygen concentration. Therefore, standard culture conditions are inappropriate for studies of oxidative stress-induced activities and species differences in fibroblast DNA BER repair capacities may represent differences in ability to respond to oxidative stress. An interesting outcome firom this study was that some inherent cellular properties are maintained in culture (i.e. stress responses) while others are not (i.e. MR).

Alternative splicing of DNA polymerase beta in vertebrates

Alternative splicing (AS) is the predominant mechanism responsible for increasing eukaryotic transcriptome and proteome complexity. In this phenomenon, numerous mRNA transcripts are produced from a single pre-mRNA sequence. AS is reported to occur in 95% of human multi-exon genes; one specific gene that undergoes AS is DNA polymerase beta (POLB). POLB is the main DNA repair gene which performs short patch base excision repair (BER). In primate untransformed primary fibroblast cell lines, it was determined that the splice variant (SV) frequency of POLB correlates positively with species lifespan. To date, AS patterns of POLB have only been examined in mammals primarily through the use of cell lines. However, little attention has been devoted to investigating if such a relationship exists in non-mammals and whether cell lines reflect what is observed in vertebrate tissues. This idea was explored through cloning and characterization of 1,214 POLB transcripts from four non-mammalian species (Gallus gallus domesticus, Larus glaucescens, Xenopus laevis, and Pogona vitticeps) and two mammalian species (Sylvilagus floridanus and Homo sapiens) in two tissue types, liver and brain. POLB SV frequency occurred at low frequencies, < 3.2%, in non-mammalian tissues relative to mammalian (>20%). The highest POLB SV frequency was found in H. sapiens liver and brain tissues, occurring at 65.4% and 91.7%, respectively. Tissue specific AS of POLB was observed in L. glaucescens, P. vitticeps, and H. sapiens, but not G. gallus domesticus, X. laevis and S. floridanus.The AS patterns of a second gene, transient receptor potential cation channel subfamily V member 1 (TRPV1), were compared to those of POLB in liver and brain tissues of G. gallus domesticus, X. laevis and H. sapiens. This comparison was performed to investigate if any changes (either increase or decrease) observed in the AS of POLB were gene specific or if they were tissue specific, in which case similar changes in AS would be seen in POLB and TRPV1. Analysis did not reveal an increase or decrease in both the AS of POLB and TRPV1 in either the liver or brain tissues of G. gallus domesticus and H. sapiens. This result suggested that the AS patterns of POLB were not influenced by tissue specific rates of AS. Interestingly, an increase in the AS of both genes was only observed in X. laevis brain tissue. This result suggests that AS in general may be increased in the X. laevis brain as compared to liver tissue. No positive correlation between POLB SV frequency and species lifespan was found in non-mammalian tissues. The AS patterns of POLB in human primary untransformed fibroblast cell lines were representative of those seen in human liver tissue but not in brain tissue. Altogether, the AS patterns of POLB from vertebrate tissues and primate cell lines revealed a positive correlation between POLB SV frequency and lifespan in mammals, but not in non-mammals. It appears that this positive correlation does not exist in vertebrate species as a whole.

Characterization of the AP endonuclease enzyme APN-1 from C. elegans

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

The role of ubiquitination and deubiquitination in the regulation of BRCA1 function during genotoxic stress

BRCA1 est un suppresseur de tumeur majeur jouant un rôle dans la transcription, la réparation de l’ADN et le maintien de la stabilité génomique. En effet, des mutations dans le gène BRCA1 augmentent considerablement le risque de cancers du sein et de l’ovaire. BRCA1 a été en majorité caractérisé pour son rôle dans la réparation de l’ADN par la voie de recombinaison homologue (HR) en présence de bris double brins, par example, induits par l’irradiation gamma (IR). Cependant, la fonction de BRCA1 dans d’autres voies de réparation de l’ADN, comme la réparation par excision de nucléotides (NER) ou par excision de base (BER), demeurent toutefois obscures. Il est donc important de comprendre la régulation de BRCA1 en présence d’agents génotoxiques comme le méthyle méthanesulfonate (MMS) ou l’UV, qui promouvoient le BER et le NER respectivement. Nos observations suggèrent que BRCA1 est dégradée par le protéasome après traitement avec le MMS ou les UV, et non avec l’IR. Par ailleurs, cette dégradation semble compromettre le recrutement de Rad51, suggérant que la voie de HR est inhibée. Nos résultats suggèrent que la HR est inhibée afin d’éviter l’activation simultanée de multiples voies de réparation. Nous avons aussi observé que la dégradation BRCA1 est réversible et que la restauration des niveaux de BRCA1 coïncide avec le recrutement de Rad51 aux sites de dommages. Cela suggère que la HR est réactivée tardivement par les bris double brins générés suite à l’effondrement des fourches de réplication. Ayant observé que BRCA1 est hautement régulé par l’ubiquitination et est ciblé par le protéasome pour dégradation, nous avons émis une hypothèse que BRCA1 est régulé par des déubiquitinases. Cela amène à caractériser plus en profondeur par un criblage en déplétant les déubiquitinases individuellement par RNAi et en observant leur effet sur le recrutement de BRCA1 et des protéines reliées à cette voie. Un criblage préliminaire nous a permi d’identifié candidats potentiels tel que BAP1, CXORF53, DUB3, OTUB1 et USP36.

AID enzymatic activity is inversely proportional to the size of cytosine C5 orbital cloud

Activation induced deaminase (AID) deaminates cytosine to uracil, which is required for a functional humoral immune system. Previous work demonstrated, that AID also deaminates 5-methylcytosine (5 mC). Recently, a novel vertebrate modification (5-hydroxymethylcytosine - 5 hmC) has been implicated in functioning in epigenetic reprogramming, yet no molecular pathway explaining the removal of 5 hmC has been identified. AID has been suggested to deaminate 5 hmC, with the 5 hmU product being repaired by base excision repair pathways back to cytosine. Here we demonstrate that AID’s enzymatic activity is inversely proportional to the electron cloud size of C5-cytosine - H . F . methyl .. hydroxymethyl. This makes AID an unlikely candidate to be part of 5 hmC removal.

XRCC1 haploinsufficiency in mice has little effect on aging, but adversely modifies exposure-dependent susceptibility

Oxidative DNA damage plays a role in disease development and the aging process. A prominent participant in orchestrating the repair of oxidative DNA damage, particularly single-strand breaks, is the scaffold protein XRCC1. A series of chronological and biological aging parameters in XRCC1 heterozygous (HZ) mice were examined. HZ and wild-type (WT) C57BL/6 mice exhibit a similar median lifespan of similar to 26 months and a nearly identical maximal life expectancy of similar to 37 months. However, a number of HZ animals (7 of 92) showed a propensity for abdominal organ rupture, which may stem from developmental abnormalities given the prominent role of XRCC1 in endoderm and mesoderm formation. For other end-points evaluated-weight, fat composition, blood chemistries, condition of major organs, tissues and relevant cell types, behavior, brain volume and function, and chromosome and telomere integrity-HZ mice exhibited by-and-large a normal phenotype. Treatment of animals with the alkylating agent azoxymethane resulted in both liver toxicity and an increased incidence of precancerous lesions in the colon of HZ mice. Our study indicates that XRCC1 haploinsufficiency in mammals has little effect on chronological longevity and many key biological markers of aging in the absence of environmental challenges, but may adversely affect normal animal development or increase disease susceptibility to a relevant genotoxic exposure.

Accumulation of (5 ` S)-8,5 `-cyclo-2 `-deoxyadenosine in organs of Cockayne syndrome complementation group B gene knockout mice

Cockayne syndrome (CS) is a human genetic disorder characterized by sensitivity to UV radiation, neurodegeneration, premature aging among other phenotypes. CS complementation group B (CS-B) gene (csb) encodes the CSB protein (CSB) that is involved in base excision repair of a number of oxidatively induced lesions in genomic DNA in vivo. We hypothesized that CSB may also play a role in cellular repair of the DNA helix-distorting tandem lesion (5`S)-8,5`-cyclo-2`-deoxyadenosine (S-cdA). Among many DNA lesions. S-cdA is unique in that it represents a concomitant damage to both the sugar and base moieties of the same nucleoside. Because of the presence of the C8-C5` covalent bond, S-cdA is repaired by nucleotide excision repair unlike most of other oxidatively induced lesions in DNA, which are subject to base excision repair. To test our hypothesis, we isolated genomic DNA from brain, kidney and liver of wild type and csb knockout (csb(-/-)) mice. Animals were not exposed to any exogenous oxidative stress before the experiment. DNA samples were analysed by liquid chromatography/mass spectrometry with isotope-dilution. Statistically greater background levels of S-cdA were observed in all three organs of csb(-/-) mice than in those of wild type mice. These results suggest the in vivo accumulation of S-cdA in genomic DNA due to lack of its repair in csb(-/-) mice. Thus, this study provides, for the first time, the evidence that CSB plays a role in the repair of the DNA helix-distorting tandem lesion S-cdA. Accumulation of unrepaired S-cdA in vivo may contribute to the pathology associated with CS. Published by Elsevier B.V.

Identificação de genes MUTM em BACs da cana-de-açucar e caracterização preliminar destes genes e seus promotores

Sugarcane has an importance in Brazil due to sugar and biofuel production. Considering this aspect, there is basic research being done in order to understand its physiology to improve production. The aim of this research is the Base Excision Repair pathway, in special the enzyme MUTM DNA-glycosylase (formamidopyrimidine) which recognizes oxidized guanine in DNA. The sugarcane scMUTM genes were analyzed using four BACs (Bacterial Artificial Chromosome) from a sugarcane genomic library from R570 cultivar. The resulted showed the presence in the region that had homology to scMUTM the presence of transposable elements. Comparing the similarity, it was observed a highest similarity to Sorghum bicolor sequence, both nucleotide and peptide sequences. Furthermore, promoter regions from MUTM genes in some grass showed different cis-regulatory elements, among which, most were related to oxidative stress, suggesting a gene regulation by oxidative stress

Análise da Expressão de APE1 após Estresse Oxidativo Induzido em Células Proficientes e Deficientes na Via de Reparo por Excisão de Nucleotídeos

Riboflavin is a vitamin very important in aerobic organisms, as a precursor of many coenzymes involved in the electron transporter chain. However, after photosensitization of riboflavin with UV or visible light, it generates reactive oxygen species (ROS), which can oxidize the DNA. The repair of oxidative lesions on DNA occurs through the base excision repair pathway (BER), where APE1 endonuclease plays a central role. On the other hand, the nucleotide excision repair pathway (NER) repairs helix-distorting lesions. Recently, it was described the participation of NERproteins in the repair of oxidative damage and in stimulation of repair function fromAPE1. The aim of this research was to evaluate the cytotoxic effects of photosensitized riboflavin (RF*) in cells proficient and deficient in NER, correlating with APE1 expression. For this propose, the cells were treated with RF* and it was performed the cell viability assay, extraction of whole proteins, cells fractionation, immunoblotting, indirect immunofluorescence and analysis of polymorphisms of BER gens. The results evidenced that cells deficient in XPA and CSB proteins were more sensitive to RF*. However, XPC-deficient cells presented similar resistance to MRC5- SV cells, which is proficient in NER. These results indicate that XPA and CSB proteins have an important role on repair of oxidative lesions induced by RF*. Additionally, it was evidenced that single nucleotide polymorphisms (SNPs) in BER enzymes may influence in sensitivity of NER-deficient cell lines. Concerning the APE1 expression, the results showed that expression of this protein after treatment with RF* only changed in XPC-deficient cells. Though, it was observed that APE1 is recruited and is bound to chromatin in MRC5-SV and XPA cells after treatment with RF*. The results also showed the induction of DNA damage after treatment with RF*, through the analysis of-H2AX, since the treatment promoted an increase of endogenous levels of this phosphorylated protein, which acts signaling double strand-break on DNA. On the other hand, in XPC-deficient cells, regardless of resistance of RF*, the endogenous levels of APE1 are extremely reduced when compared with other cell lines and APE1 is not bound to chromatin after treatment with RF*. These results conclude that RF* was able to induce cell death in NERdeficient cells, where XPA and CSB cells were more sensitive when compared with MRC5-SV and XPC-deficient cells. This last result is potentially very interesting, since XPC-deficient cell line presents low levels of APE1. Additionally, the results evidenced that APE1 protein can be involved in the repair of oxidative damage induced by RF*, because APE1 is recruited and bound strongly to chromatin after treatment.

Estudos estruturais com a importina-α de mamíferos e peptídeos de sequências de localização nuclear (NLS)

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Expression of 8-oxoguanine Glycosylase in Human Fetal Membranes

Problem The most common DNA lesion generated by oxidative stress (OS) is 7, 8-dihydro-8-oxoguanine (8-oxoG) whose excision repair is performed by 8-oxoguanine glycosylase (OGG1). We investigated OGG1 expression changes in fetal membranes from spontaneous preterm birth (PTB) and preterm premature rupture of the membranes (pPROM) and its changes in vitro in normal fetal membranes exposed to OS inducer water-soluble cigarette smoke extract (CSE). Method of study DNA damage was determined in amnion cells treated with CSE by comet and FLARE assays. OGG1 mRNA expression and localization in fetal membranes from clinical specimens and in normal term membranes exposed to CSE were examined by QRT-PCR and by immunohistochemistry. Results DNA strand and base damage was seen in amnion cells exposed to CSE. OGG1 expression was 2.5-fold higher in PTB samples compared with pPROM (P=0.045). No significant difference was seen between term and pPROM or PTB and term. CSE treatment showed a nonsignificant decrease in OGG1. OGG1 was localized to both amnion and chorion with less intense staining in pPROM and CSE-treated membranes. Conclusion Increased OS-induced DNA damage predominated by 8-oxoG is likely to persist in fetal cells due to reduced availability of base excision repair enzyme OGG1. This can likely lead to fetal cell senescence associated with some adverse pregnancy outcome.

Mechanismus der Apoptose, Gentoxizität und DNA-Reparatur in Herpesvirus-Thymidinkinase-exprimierenden Säugerzellen nach Behandlung mit Antiherpes-Virustatika vom Typ der Nukleosidanaloga

Um Cytotoxizität und Gentoxizität nukleosidischer Antiherpes-Virustatika zu untersuchen, wurden stabile CHO-Klone etabliert, die Thymidinkinase (TK) des Herpes simplex-Virus Typ 1 (HSV-TK) oder des Varicella zoster-Virus (VZV-TK) exprimieren. In HSV-TK-exprimierenden Zellen wurde das Purinanalogon Ganciclovir (GCV) effizient in die genomische DNA eingebaut, worauf in den nächsten Replikationsrunden DNA-Strangbrüche und Aberrationen entstehen und Apoptose ausgelöst wird. GCV-induzierte Apoptose wird hauptsächlich über den mitochondrialen Weg vermittelt, wobei das anti-apoptotische Protein Bcl-2 im Mittelpunkt steht. Nach GCV-Behandlung konnte eine Caspase-9-vermittelte post-translationale Spaltung von Bcl-2 nachgewiesen werden. Das 23 kDa-großes Bcl-2-Fragment wirkt im Gegensatz zum intakten Bcl-2-Protein pro-apoptotisch und verstärkt die Cytochrom C-Freisetzung und damit die Aktivierung der Caspase-9, die Bcl-2 spaltet, was zu einem positiven 'Amplifikationsloop' des mitochondrialen apoptotischen Weges führt. In weiteren Experimenten wurde gezeigt, daß in die DNA inkorporiertes GCV durch Basenexzisionsreparatur repariert wird, wobei die DNA-Polymerase ß eine entscheidende Rolle spielt. Diese Reparatur führte zu einer signifikanten Reduktion der Apoptose und Klastogenität und damit zur Resistenzsteigerung gegenüber GCV. In VZV-TK-exprimierenden Zellen wurde gezeigt, daß Brivudin (BVDU), gleichermaßen Apoptose und Nekrose induzierte. Für die BVDU-induzierte Cytotoxizität konnte die Hemmung der Thymidylatsynthetase als Ursache identifiziert werden. Im Gegensatz zur GCV-induzierten Apoptose war für die BVDU-induzierte Apoptose der Rezeptor (Fas/CD95/APO-1)-vermittelte Weg von vorrangiger Bedeutung.

Generierung und Prozessierung oxidativer DNA-Schäden

Generierung und Prozessierung oxidativer DNA Schäden --- Ziel dieser Arbeit war es, adaptive Antworten der Zellen auf einen DNA Schädigung zu untersuchen. Hierzu wurden Experimente zur Reparatur oxidierter Basen (Substrate der Basen Exzisions Reparatur (BER)) oder von Pyrimidindimeren (Substrate der Nukleotid Exzisions Reparatur (NER)) nach einer Vorbehandlung mit DNA-schädigender Agenzien durchgeführt. Die Ergebnisse zeigten, dass sowohl eine Vorbehandlung mit einer alkylierenden als auch mit einer oxidierenden Substanz zu einer adaptiven Erhöhung des zellulären Glutathionspiegels führte, die 16 h nach der Schädigung ihr Maximum erreichte. Jedoch waren die 8-oxoG Glykosylaseaktivitäten über einen Zeitraum von 18 h konstant. Diese Effekte waren unabhängig davon, ob Maus Embryofibroblasten, primäre oder p53 profiziente menschliche Zellen verwendet wurden. Die BER war ebenfalls in keiner der verschiedenen Zelllinien signifikant verbessert. Die adaptive Antwort bezüglich der Glutathionspiegel war also nicht mit einer entsprechenden Veränderung bei der DNA-Reparatur verbunden. Folglich ist die Reparatur von oxidativen DNA-Schäden durch eine vorausgehende Schädigung nicht induzierbar. Der zweite Teil der Untersuchungen zu der Reparatur beschäftigte sich mit der NER. Hierzu wurde die Reaktivierung eines mit UVB-Strahlung geschädigten Plasmids untersucht. Als Wirtszellen fungierten primäre menschliche Fibroblasten und Keratinozyten, die entweder mit UVB vorbehandelt oder ungeschädigt waren. Auch für die NER konnte keine signifikante Beschleunigung der Reparatur von Pyrimidindimeren durch eine Vorbehandlung festgestellt werden. Die Reaktivierung erfolgte ferner unabhängig vom p53-Status der Zellen, wie Versuche mit p53-siRNA zeigten. Neben der Prozessierung war die Generierung oxidativer DNA Schäden Gegenstand der Arbeit. Die verwendete Substanz Tirapazamin (TPZ) ist ein für hypoxische Zellen selektives, neues Zytostatikum und befindet sich momentan in Phase 2/3 der klinischen Prüfung. Ziel war es die von TPZ verursachten DNA Modifikationen zu charakterisieren, sowie die Toxizität und Genotoxizität zu untersuchen. Da es Hinweise auf eine Aktivierung von TPZ über eine Oxidoreduktase (OR) gab, wurden die Experimente in Wildtyp und hOR überexprimierenden Zellen durchgeführt. Die Quantifizierung der verursachten DNA-Modifikationen zeigte, dass der von TPZ verursachte Schaden in Zellen mit hOR erhöht war. Das erhaltene Schadensprofil der durch TPZ verursachten DNA-Modifikationen war dem Schadensprofil von durch Gamma-Strahlung intrazellulär verursachten Hydroxylradikalen sehr ähnlich. Da es nach der Aktivierung von TPZ durch eine OR zu einer Abspaltung von Hydroxylradikalen kommt, bestätigte dies den vermuteten Mechanismus. Weitere Untersuchungen mit t-Butanol, einem Hydroxylradikal Fänger, ergaben eine verminderte DNA-Schädigung, was ebenfalls für eine DNA-Schädigung durch Hydroxylradikale spricht. Untersuchungen zur Mutagenität zeigten das die Mutationsrate in Zellen mit hOR um das 4 fache erhöht ist. Erstaunlich war jedoch, dass der im gleichen Ausmaß von Gamma-Strahlung verursachte DNA-Schaden für die beobachtete Toxizität dieser verantwortlich war, während bei TPZ unter den gleichen Bedingungen keine Toxizität vorlag. Erklärt werden könnte die erhöhte Toxizität und Mutagenität durch so genannte geclusterte DNA-Schäden, die von Gamma-Strahlen, nicht jedoch von TPZ gebildet werden. Nach einer verlängerten Inkubation wurde sowohl für die Toxizität als auch für die Genotoxizität erneut ein verstärkender Effekt durch die OR bestätigt. Überraschend war weiterhin die von der OR unabhängige Generierung von Doppelstrangbrüchen, für die demnach ein grundsätzlich anderer Mechanismus, wie zum Beispiel eine direkte Interaktion mit der Topoisomerase II, angenommen werden muss.

Einfluss von oxidativem Stress auf die DNA-Reparatur in Säugerzellen

Gegenstand dieser Arbeit war es, das Zusammenspiel zwischen DNA-Reparatur und zellulärem anitoxidativen Abwehrsystem in Melanomzellen und gesunden Hautfibroblasten näher zu untersuchen. Dabei konnte gezeigt werden, dass die dominierenden DNA-Läsionen im Falle einer Bestrahlung mit sichtbarem Licht (400 – 800 nm) Fpg-sensitive Läsionen, zu denen die Basenmodifikation 7,8-Dihydro-8-oxoguanin (8-oxoG) gehört, und im Falle der UVA-Bestrahlung Cyclobutan-Pyrimidindimere (CPDs) sind. Sowohl Melanomzellen als auch Hautfibroblasten waren problemlos in der Lage, die durch sichtbares Licht und UVA-Strahlung induzierten oxidativen DNA-Modifikationen zu reparieren. Jedoch reagierten Melanomzellen in einer adaptiven Antwort mit einer Erhöhung ihres Glutathion-Gehalts auf ein Maximum (nach circa 10 - 14 h) nach Bestrahlung mit sichtbarem Licht, wohingegen die Hautfibroblasten einen massiven Einbruch direkt nach Bestrahlung und eine extrem lange Erholungsphase über 48 h aufzuweisen hatten. Die darauffolgende Untersuchung der DNA-Reparaturkapazität der Zellen unter Bedingungen von oxidativem Stress mit vorangegangener Depletion intrazellulären Glutathions zeigten eine dramatische, nahezu vollständige Hemmung der Reparatur durch UVA- bzw. Sonnenlicht-induzierter Fpg-sensitiver DNA-Modifikationen (8-oxoG) - sowohl in Melanomzellen als auch in Hautfibroblasten. Dieser Effekt ließ sich durch den Zusatz von Dithiothreitol (DTT), nach erfolgter Bestrahlung der Glutathion-depletierten Zellen, wieder komplett revertieren. Diese Ergebnisse weisen darauf hin, dass an der Reparatur ein redoxempfindliches Protein oder zellulärer Cofaktor beteiligt sein muß. Zudem konnte durch Untersuchungen der Nukleotidexzisionsreparatur (NER) und der Einzelstrangbruchreparatur nach dem gleichen Versuchsdesign gezeigt werden, dass es sich hierbei sehr wahrscheinlich um einen für die Basenexzisionsreparatur (BER) von 7,8-dihydro-8-oxo-guanine (8-oxoG) exklusiven Effekt handelte. Zwei der wichtigsten Reparaturproteine der BER, nämlich hOGG1 und APE1, wurden anschließend auf ihre Funktionsfähigkeit hin untersucht, da es naheliegend war, dass der Reparaturhemmung ein Funktionsverlust eines dieser beiden Enzyme zugrunde liegen könnte. Im Falle des APE1-Proteins konnte dies ausgeschlossen werden, da mit Hilfe der Alkalischen Elution die volle Funktionsfähigkeit für die Reparatur von AP-Läsionen nachgewiesen werden konnte. Interessanterweise zeigte aber das hOGG1-Protein eine zwischen der dritten und vierten Stunde nach Bestrahlung Glutathion-depletierter Zellen stark abfallende Aktivität der 8-oxoG-Glykosylasefunktion. Die Western-Blot-Analyse ergab allerdings keinen Hinweis auf eine Proteinoxidation von hOGG1. Möglicherweise wird nicht hOGG1 selbst, wohl aber ein anderes, für eine konzertierte Abfolge der einzelnen Reparaturschritte entscheidend notwendiges Protein innerhalb der Zelle durch ROS leicht oxidiert. In jedem Fall bleibt festzustellen, dass Glutathion eine wichtige Aufgabe hinsichtlich einer voll funktionsfähigen Basenexzisionreparatur zuzukommen scheint. Die Ergebnisse unterstreichen die mögliche Bedeutung von oxidativem Stress für die Entstehung von Krebs durch Sonnenlicht, insbesondere durch UVA, da die durch die Strahlung (und eventuell auftretende Entzündung) gebildeten ROS nicht nur DNA-Schäden induzieren, sondern auch ihre Reparatur verhindern können.