Identification of a BRCA1-mRNA splicing complex required for efficient DNA repair and maintenance of genomic stability

Mutations within BRCA1 predispose carriers to a high risk of breast and ovarian cancers. BRCA1 functions to maintain genomic stability through the assembly of multiple protein complexes involved in DNA repair, cell-cycle arrest, and transcriptional regulation. Here, we report the identification of a DNA damage-induced BRCA1 protein complex containing BCLAF1 and other key components of the mRNA-splicing machinery. In response to DNA damage, this complex regulates pre-mRNA splicing of a number of genes involved in DNA damage signaling and repair, thereby promoting the stability of these transcripts/proteins. Further, we show that abrogation of this complex results in sensitivity to DNA damage, defective DNA repair, and genomic instability. Interestingly, mutations in a number of proteins found within this complex have been identified in numerous cancer types. These data suggest that regulation of splicing by the BRCA1-mRNA splicing complex plays an important role in the cellular response to DNA damage.

DNA repair pathways and their therapeutic potential in lung cancer

Lung cancer is the leading cause of cancer-related mortality. According to WHO, 1.37 million deaths occur globally each year as a result of this disease. More than 70% of these cases are associated with prior tobacco consumption and/or cigarette smoking, suggesting a direct causal relationship. The development and progression of lung cancer and other malignancies involves the loss of genetic stability, resulting in acquisition of cumulative genetic changes; this affords the cell increased malignant potential. As such, an understanding of the mechanisms through which these events may occur will potentially allow for development of new anticancer therapies. This review will address the association between lung cancer and genetic instability, with a central focus on genetic mutations in the DNA damage repair pathways. In addition, we will discuss the potential clinical exploitation of these pathways, both in terms of biomarker staging, as well as through direct therapeutic targeting.

hSSB1 (NABP2/ OBFC2B) is required for the repair of 8-oxo-guanine by the hOGG1-mediated base excision repair pathway

The maintenance of genome stability is essential to prevent loss of genetic information and the development of diseases such as cancer. One of the most common forms of damage to the genetic code is the oxidation of DNA by reactive oxygen species (ROS), of which 8-oxo-7,8-dihydro-guanine (8-oxoG) is the most frequent modification. Previous studies have established that human single-stranded DNA-binding protein 1 (hSSB1) is essential for the repair of double-stranded DNA breaks by the process of homologous recombination. Here we show that hSSB1 is also required following oxidative damage. Cells lacking hSSB1 are sensitive to oxidizing agents, have deficient ATM and p53 activation and cannot effectively repair 8-oxoGs. Furthermore, we demonstrate that hSSB1 forms a complex with the human oxo-guanine glycosylase 1 (hOGG1) and is important for hOGG1 localization to the damaged chromatin. In vitro, hSSB1 binds directly to DNA containing 8-oxoguanines and enhances hOGG1 activity. These results underpin the crucial role hSSB1 plays as a guardian of the genome.

Tumor-associated mutations inO6-methylguanine DNA-methyltransferase (MGMT) reduce DNA repair functionality

MGMT is the primary vehicle for cellular removal of alkyl lesions from the O-6 position of guanine and the O-4 position of thymine. While key to the maintenance of genomic integrity, MGMT also removes damage induced by alkylating chemotherapies, inhibiting the efficacy of cancer treatment. Germline variants of human MGMT are well-characterized, but somatic variants found in tumors were, prior to this work, uncharacterized. We found that MGMT G132R, from a human esophageal tumor, and MGMT G156C, from a human colorectal cancer cell line, are unable to rescue methyltransferase-deficient Escherichia coli as well as wild type (WT) human MGMT after treatment with a methylating agent. Using pre-steady state kinetics, we biochemically characterized these variants as having a reduced rate constant. G132R binds DNA containing an O6-methylguanine lesion half as tightly as WT MGMT, while G156C has a 40-fold decrease in binding affinity for the same damaged DNA versus WT. Mammalian cells expressing either G132R or G156C are more sensitive to methylating agents than mammalian cells expressing WT MGMT. G132R is slightly resistant to O6-benzylguanine, an inhibitor of MGMT in clinical trials, while G156C is almost completely resistant to this inhibitor. The impared functionality of expressed variants G132R and G156C suggests that the presence of somatic variants of MGMT in a tumor could impact chemotherapeutic outcomes.

Development of a cultured tissue substitute to repair the ageing retina

This project provides a foundation for the use of silk membranes in a tissue engineered therapy for the treatment of devastating retinal diseases such as age-related macular degeneration. The three-dimensional tissue model described in this thesis has great potential for use in basic research of retinal pathologies, and the potential to be implemented into clinical approaches after appropriate refinement.

Exploring methods of preparing functional cartilage-bone xenografts for joint repair

This thesis explores the feasibility of donor-receiver concept for joint replacement where cartilage-bone tissues can be taken from either human or other mammals and prepared scientifically for repairing focal joint defects in knees, hips and shoulders. The manufactured construct is immunologically inert and is capable of acting as a scaffold for engineering new cartilage-bone laminates when placed in the joint. Innovative manufacturing procedures and assessment techniques were developed for appraising this tissue-based scaffold. This research has demonstrated that tissue replacement technology can be applied in situations where blood vessels are absent such as in articular cartilage.

“We live in in a house of blo- in a block of flats.” – Self-repair in EFL Spoken Language

Tämä tutkielma on osa Helsingin yliopiston rahoittamaa HY-talk -tutkimusprojektia, jonka tavoite on vankentaa puheviestinnän, erityisesti vieraiden kielten suullisen taidon opetusta ja arviointia yleissivistävässä koulutuksessa ja korkeakouluasteella. Tämän tutkielman tavoite on selvittää millaisia korjauksia englantia vieraana kielenä puhuvat ihmiset tekevät puheeseensa ja tutkia itsekorjauksen ja sujuvuuden välistä suhdetta. Korjausjäsennystä ja itsekorjausta on aiemmin tutkittu sekä keskustelunanalyysin että psykolingvistiikan aloilla, ja vaikka tämä tutkielma onkin lähempänä aiempaa keskustelunanalyyttistä kuin psykolingvististä tutkimusta, siinä hyödynnetään molempia suuntauksia. Itsekorjausta on yleisesti pidetty merkkinä erityisesti ei-natiivien kielenpuhujien sujuvuuden puutteesta. Tämän tutkielman tarkoitus on selvittää, kuinka läheisesti itsekorjaus todella liittyy sujuvuuteen tai sen puutteeseen. Tutkielman materiaali koostuu HY-talk -projektia varten kerätyistä puhenäytteistä ja niiden pohjalta tehdyistä taitotasoarvioinneista. Puhenäytteet kerättiin vuonna 2007 projektia varten järjestettyjen puhekielen testaustilanteiden yhteydessä kolmessa eteläsuomalaisessa koulussa. Koska projektin tavoitteena on tutkia ja parantaa kielten suullisen taidon arviointia, projektissa mukana olleet kieliammattilaiset arvioivat puhujien taitotasot projektia varten (Eurooppalaisen Viitekehyksen taitotasokuvainten pohjalta) koottujen arviointiasteikoiden perusteella, ja nämä arvioinnit tallennettiin osaksi projektin materiaalia. Tutkielmassa analysoidaan itsekorjauksia aiemman psykolingvistisen tutkimuksen pohjalta kootun korjaustyyppiluokituksen sekä tätä tutkielmaa varten luodun korjausten oikeellisuutta vertailevan luokituksen avulla. Lisäksi siinä vertaillaan kahden korkeamman ja kahden matalamman taitotasoarvioinnin saaneen puhujan itsekorjauksia. Tulokset osoittavat, että ei-natiivien puheessa esiintyy monenlaisia eri korjaustyyppejä, ja että yleisimpiä korjauksia ovat alkuperäisen lausuman toistot. Yleisiä ovat myös korjaukset, joissa puhuja korjaa virheen tai keskeyttää puheensa ja aloittaa kokonaan uuden lausuman. Lisäksi tuloksista käy ilmi, ettei suurin osa korjauksista todennäköisesti johdu puhujien sujuvuuden puutteesta. Yleisimmät korjaustyypit voivat johtua suurimmaksi osaksi yksilön puhetyylistä, siitä, että puhuja hakee jotain tiettyä sanaa tai ilmausta mielessään tai siitä, että puhuja korjaa puheessaan huomaamansa kieliopillisen, sanastollisen tai äänteellisen virheen. Vertailu korkeammalle ja matalammalle taitotasolle arvioitujen puhujien välillä osoittaa selkeimmin, ettei suurin osa itsekorjauksista ole yhteydessä puhujan sujuvuuteen. Vertailusta käy ilmi, ettei pelkkä itsekorjausten määrä kerro kuinka sujuvasti puhuja käyttää kieltä, sillä toinen korkeammalle taitotasolle arvioiduista puhujista korjaa puhettaan lähes yhtä monesti kuin matalammalle tasolle arvioidut puhujat. Lisäksi korjausten oikeellisuutta vertailevan luokituksen tulokset viittaavat siihen, etteivät niin korkeammalle kuin matalammallekaan tasolle arvioidut puhujat useimmiten korjaa puhettaan siksi, etteivät pystyisi ilmaisemaan viestiään oikein ja ymmärrettävästi.

Meta-analyses identify 13 loci associated with age at menopause and highlight DNA repair and immune pathways

To newly identify loci for age at natural menopause, we carried out a meta-analysis of 22 genome-wide association studies (GWAS) in 38,968 women of European descent, with replication in up to 14,435 women. In addition to four known loci, we identified 13 loci newly associated with age at natural menopause (at P < 5 x 10(-8)). Candidate genes located at these newly associated loci include genes implicated in DNA repair (EXO1, HELQ, UIMC1, FAM175A, FANCI, TLK1, POLG and PRIM1) and immune function (IL11, NLRP11 and PRRC2A (also known as BAT2)). Gene-set enrichment pathway analyses using the full GWAS data set identified exoDNase, NF-kappaB signaling and mitochondrial dysfunction as biological processes related to timing of menopause.

Radio repair workshop; Juedische Winterhilfe der Juedische Gemeinde; Berlin Jewish Institutions

"300 Radioanlagen. 5000 Buecher"

Accounts of K. K. S. I.--Building maintenance and repair

Digital image

Pathogenicity, functional significance and clinical phenotype of mismatch repair gene MSH2 variants found in cancer patients

DNA ja siinä sijaitsevat geenit ohjaavat kaikkea solujen toimintaa. DNA-molekyyleihin kuitenkin kertyy mutaatioita sekä ympäristön vaikutuksen, että solujen oman toiminnan tuloksena. Mikäli virheitä ei korjata, saattaa tuloksena olla solun muuttuminen syöpäsoluksi. Soluilla onkin käytössä useita DNA-virheiden korjausmekanismeja, joista yksi on ns. mismatch repair (MMR). MMR vastaa DNA:n kahdentumisessa syntyvien virheiden korjauksesta. Periytyvät mutaatiot geeneissä, jotka vastaavat MMR-proteiinien rakentamisesta, aiheuttavat ongelmia DNA:n korjauksessa ja altistavat kantajansa periytyvälle ei-polypoottiselle paksusuolisyöpäoireyhtymälle (hereditary nonpolyposis colorectal cancer, HNPCC). Yleisimmin mutatoituneet MMR-geenit ovat MLH1 ja MSH2. HNPCC periytyy vallitsevasti, eli jo toiselta vanhemmalta peritty geenivirhe altistaa syövälle. MMR-geenivirheen kantaja sairastuu syöpään elämänsä aikana suurella todennäköisyydellä, ja sairastumisikä on vain noin 40 vuotta. Syövälle altistavan geenivirheen löytäminen mutaation kantajilta on hyvin tärkeää, sillä säännöllinen seuranta mahdollistaa kehittymässä olevan kasvaimen havaitsemisen ja poistamisen jo aikaisessa vaiheessa. Tämän on osoitettu alentavan syöpäkuolleisuutta merkittävästi. Varma tieto altistuksen alkuperästä on tärkeä myös niille syöpäsuvun jäsenille, jotka eivät kanna kyseistä mutaatiota. Syövälle altistavien mutaatioiden ohella MMR-geeneistä löydetään säännöllisesti muutoksia, jotka ovat normaalia henkilöiden välistä geneettistä vaihtelua, eikä niiden oleteta lisäävän syöpäaltistusta. Altistavien mutaatioiden erottaminen näistä neutraaleista variaatioista on vaikeaa, mutta välttämätöntä altistuneiden tehokkaan seurannan varmistamiseksi. Tässä väitöskirjassa tutkittiin 18:a MSH2 -geenin mutaatiota. Mutaatiot oli löydetty perheistä, joissa esiintyi paljon syöpiä, mutta niiden vaikutus DNA:n korjaustehoon ja syöpäaltistukseen oli epäselvä. Työssä tutkittiin kunkin mutaation vaikutusta MSH2-proteiinin normaaliin toimintaan, ja tuloksia verrattiin potilaiden ja sukujen kliinisiin tietoihin. Tutkituista mutaatiosta 12 aiheutti puutteita MMR-korjauksessa. Nämä mutaatiot tulkittiin syövälle altistaviksi. Analyyseissä normaalisti toimineet 4 mutaatiota eivät todennäköisesti ole syynä syövän syntyyn kyseisillä perheillä. Tulkinta jätettiin avoimeksi 2 mutaation kohdalla. Tutkimuksesta hyötyivät suoraan kuvattujen mutaatioiden kantajaperheet, joiden geenivirheen syöpäaltistuksesta saatiin tietoa, mahdollistaen perinnöllisyysneuvonnan ja seurannan kohdentamisen sitä tarvitseville. Työ selvensi myös mekanismeja, joilla mutatoitunut MSH2-proteiini voi menettää toimintakykynsä.

Functional characterization of MutL homologue mismatch repair proteins and their variants

Mismatch repair (MMR) mechanisms repair DNA damage occurring during replication and recombination. To date, five human MMR genes, MSH2, MHS6, MSH3, MLH1 and PMS2 are known to be involved in the MMR function. Human MMR proteins form 3 different heterodimers: MutSα (MSH2 and MSH6) and MutSβ (MSH2 and MSH3), which are needed for mismatch recognition and binding, and MutLα (MLH1 and PMS2), which is needed for mediating interactions between MutS homologues and other MMR proteins. The other two MutL homologues, MLH3 and PMS1, have been shown to heterodimerize with MLH1. However, the heterodimers MutLγ (MLH1and MLH3) and MutLβ (MLH1 and PMS1) are able to correct mismatches only with low or no efficiency, respectively. A deficient MMR mechanism is associated with the hereditary colorectal cancer syndrome called hereditary nonpolyposis colorectal cancer (HNPCC) or Lynch syndrome. HNPCC is the most common hereditary colorectal cancer syndrome and accounts for 2-5% of all colorectal cancer cases. HNPCC-associated mutations have been found in 5 MMR genes: MLH1, MSH2, MSH6, PMS2 and MLH3. Most of the mutations have been found in MLH1 and MSH2 (~90%) and are associated with typical HNPCC, while mutations in MSH6, PMS2 and MLH3 are mainly linked to putative HNPCC families lacking the characteristics of the syndrome. More data of MLH3 mutations are needed to assess the significance of its mutations in HNPCC. In this study, were functionally characterized 51 nontruncating mutations in the MLH1, MLH3 and MSH2 genes to address their pathogenic significance and mechanism of pathogenicity. Of the 36 MLH1 mutations, 22 were deficient in more than one assay, 2 variants were impaired only in one assay, and 12 variants behaved like the wild type protein, whereas all seven MLH3 mutants functioned like the wild type protein in the assays. To further clarify the role and relevance of MLH3 in MMR, we analyzed the subcellular localization of the native MutL homologue proteins. Our immunofluorescence analyses indicated that when all the three MutL homologues are natively expressed in human cells, endogenous MLH1 and PMS2 localize in the nucleus, whereas MLH3 stays in the cytoplasm. The coexpression of MLH3 with MLH1 results in its partial nuclear localization. Only one MSH2 mutation was pathogenic in the in vitro MMR assay. Our study on MLH1 mutations could clearly distinguish nontruncating alterations with severe functional defects from those not or only slightly impaired in protein function. However, our study on MLH3 mutations suggest that MLH3 mutations per se are not sufficient to trigger MMR deficiency and the continuous nuclear localization of MLH1 and PMS2 suggest that MutLα has a major activity in MMR in vivo. Together with our functional assays, this confirms that MutLγ is a less efficient MMR complex than MutLα.

O6-Methylguanine Repair by O6-Alkylguanine-DNA Alkyltransferase

O6-Alkylguanine-DNA alkyltransferase (AGT) repairs O6-methylguanine (O6mG) in DNA that is known to cause Mutation and cancer. On the basis of Calculations performed using density functional theory involving the active site of AGT, a mechanism for catalytic demethylation of O6mG to guanine has been proposed. In this mechanism, roles of six amino acids, i.e., Cys145, His 146, Glu172, Tyr114, Lys165, and Ser159 in catalytic demethylation of O6mG are involved. This mechanism has three steps as follows. At the first step, Cys145 in the Cys145-water-His146-Glu172 tetrad is converted to cysteine thiolate anion while at the second step, abstraction of the Tyr114 proton by the N3 site of O6mG occurs in a barrierless manner. In the third step, abstraction of Lys165 proton by deprotonated Tyr114 and transfer of the methyl group of O6mG to the thiolate group of Cys145 anion Occur simultaneously. As AGT is a major target in cancer therapy, identification of the roles of the different amino acids in demethylation of O6mG is expected to be useful in designing efficient AGT inhibitors.