ATM-SPARK: A GFP phase separation-based activity reporter of ATM.
ATM-SPARK: A GFP phase separation-based activity reporter of ATM.
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DOI：
10.1126/sciadv.ade3760
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发表时间：
2023-03
期刊：
影响因子：
13.6
通讯作者：
Shu, Xiaokun
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Li, Xiaoquan;Chung, Chan-, I;Yang, JunJiao;Chaudhuri, Sibapriya;Munster, Pamela N.;Shu, Xiaokun
共济失调毛细血管扩张激酶突变 (ATM) 在 DNA 损伤反应 (DDR) 中发挥关键作用。因此，必须可视化 DDR 期间 ATM 活动的时空动态。在这里，我们设计了一种基于磷酸化诱导的绿色荧光蛋白相分离的强大的 ATM 活性报告基因，称为 ATM–SPARK（基于相的激酶活性报告基因分离）。 ATM 激活后，它通过多价相互作用发生相分离，形成非常明亮的液滴。记者将活细胞中内源性 ATM 活性的时空动态可视化，其信号与 DNA 损伤量成正比。 ATM-SPARK 还能够对生物和小分子调节剂进行高通量筛选。我们鉴定出可阻断 ATM 活性的蛋白磷酸酶 4。我们还确定 BGT226 是一种有效的 ATM 抑制剂，中位抑制浓度约为 3.8 纳摩尔。此外，BGT226 使癌细胞对放射模拟药物新制癌他汀敏感，表明 BGT226 可能与放射治疗相结合。 ATM-SPARK 实现了大动态范围、明亮的荧光和简单的信号模式。基于 GFP 相分离的 ATM 报告器可可视化活细胞中内源 ATM 活动的时空动态。
The kinase ataxia telangiectasia mutated (ATM) plays a key role in the DNA damage response (DDR). It is thus essential to visualize spatiotemporal dynamics of ATM activity during DDR. Here, we designed a robust ATM activity reporter based on phosphorylation-inducible green fluorescent protein phase separation, dubbed ATM–SPARK (separation of phases-based activity reporter of kinase). Upon ATM activation, it undergoes phase separation via multivalent interactions, forming intensely bright droplets. The reporter visualizes spatiotemporal dynamics of endogenous ATM activity in living cells, and its signal is proportional to the amount of DNA damage. ATM-SPARK also enables high-throughput screening of biological and small-molecule regulators. We identified the protein phosphatase 4 that blocks ATM activity. We also identified BGT226 as a potent ATM inhibitor with a median inhibitory concentration of ~3.8 nanomolars. Furthermore, BGT226 sensitizes cancer cells to the radiomimetic drug neocarzinostatin, suggesting that BGT226 might be combined with radiotherapeutic treatment. ATM-SPARK achieves large dynamic range, bright fluorescence, and simple signal pattern. A GFP phase separation-based ATM reporter visualizes spatiotemporal dynamics of endogenous ATM activity in living cells.
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