5-Aza-2'-deoxycytidine causes replication lesions that require Fanconi anemia-dependent homologous recombination for repair.
5-Aza-2'-deoxycytidine causes replication lesions that require Fanconi anemia-dependent homologous recombination for repair.
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DOI：
10.1093/nar/gkt270
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发表时间：
2013-06
影响因子：
14.9
通讯作者：
Helleday T
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Orta ML;Calderón-Montaño JM;Domínguez I;Pastor N;Burgos-Morón E;López-Lázaro M;Cortés F;Mateos S;Helleday T
5-Aza-2'-脱氧胞苷 (5-azadC) 是一种 DNA 甲基转移酶 (DNMT) 抑制剂，越来越多地用于治疗血液疾病，通过掺入 DNA 并捕获 DNMT 发挥作用。目前尚不清楚 5-azadC 会引起哪些 DNA 损伤，以及这些损伤是否是 DNA 修复的底物。在这里，我们通过 γ-H2AX 和 53BP1 焦点测量发现 5-azadC 会诱导 DNA 损伤。此外，5-azadC 诱导依赖于活跃复制的放射状染色体和染色单体断裂，这表明被捕获的 DNMT 将即将到来的复制叉折叠成双链断裂。我们证明 RAD51 介导的同源重组 (HR) 被激活以修复 5-azadC 折叠的复制叉。范可尼贫血（FA）是一种罕见的常染色体隐性遗传疾病，死亡通常与白血病有关。在这里，我们发现 FANCG 缺陷的细胞无法触发 HR 介导的 5-azadC 诱导损伤的修复，导致染色单体断裂和染色体间放射状融合的积累以及对 5-azadC 的细胞毒性作用的超敏反应。这些数据表明 FA 途径对于防止 5-azadC 诱导的毒性很重要。总而言之，我们的数据表明，表观遗传药物 5-azadC 的细胞毒性至少可以部分解释为折叠的复制叉需要 FA 介导的 HR 进行修复。
5-Aza-2′-deoxycytidine (5-azadC) is a DNA methyltransferase (DNMT) inhibitor increasingly used in treatments of hematological diseases and works by being incorporated into DNA and trapping DNMT. It is unclear what DNA lesions are caused by 5-azadC and if such are substrates for DNA repair. Here, we identify that 5-azadC induces DNA damage as measured by γ-H2AX and 53BP1 foci. Furthermore, 5-azadC induces radial chromosomes and chromatid breaks that depend on active replication, which altogether suggest that trapped DNMT collapses oncoming replication forks into double-strand breaks. We demonstrate that RAD51-mediated homologous recombination (HR) is activated to repair 5-azadC collapsed replication forks. Fanconi anemia (FA) is a rare autosomal recessive disorder, and deaths are often associated with leukemia. Here, we show that FANCG-deficient cells fail to trigger HR-mediated repair of 5-azadC-induced lesions, leading to accumulation of chromatid breaks and inter-chromosomal radial fusions as well as hypersensitivity to the cytotoxic effects of 5-azadC. These data demonstrate that the FA pathway is important to protect from 5-azadC-induced toxicity. Altogether, our data demonstrate that cytotoxicity of the epigenetic drug 5-azadC can, at least in part, be explained by collapsed replication forks requiring FA-mediated HR for repair.
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