Сборник содержит материалы научной мультиконференции «Биотех- нология медицине будущего»

«Компартментализация» поврежденной ДНК, опосредованная
взаимодействием РНК-связывающего белка FUS с поли(ADP-рибозой)
Сингатулина А.Ш.
1
, Суханова М.В.
1
, Хамон Л.
2
, Бош А.
2
, Пастре Д.
2
, Лаврик О.И.
1
1
Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН,
Новосибирск, Россия 
2
Университет Эври-Валь-де'Эссонна, Эври, Франция
Поли(ADP-рибозил)ирование белков является одним из самых быстрых клеточных 
ответов на повреждение ДНК. Поли(ADP-рибозо) полимераза 1 (PARP1) является одним 
из наиболее распространённых представителем семейства PARPs. PARP1 катализирует 
синтез поли(АDP-рибозы) (PAR), используя NAD+ в качестве субстрата. Каталитическая 
активность PARP1 индуцируется при связывании с поврежденной ДНК, в результате 
фермент синтезирует PAR полимер, ковалентно присоединенный к белку-акцептору. 
В клетке основной мишенью PARилирования является сама PARP1. Деградация PAR 
полимера осуществляется за счет ферментативной активности поли(АДФ-рибоза)глико-
гидролазы (PARG). Относительно недавно был идентифицирован ряд мРНК-связы-
вающих белков, которые колокализуются с PARP1 на сайтах повреждения ДНК [1]. 
Полимер PAR имеет отрицательный заряд и может эффективно конкурировать с нукле-
иновыми кислотами за связывание с РНК-связывающими белками, и регулировать их 
функцию. Белок FUS (fused in sarcoma) является одним из таких белков, которые наряду 
с белками репарации привлекается к сайтам повреждения ДНК при активации PARP1 
и синтезе PAR полимера. В связи с этим возникает вопрос о возможной функции FUS
в репарационном процессе. 
Методом атомно-силовой микроскопии (АСМ) было исследовано взаимодействие 
FUS с PAR полимером, синтезируемым PARP1 в районе сайта повреждения ДНК. Для 
исследования образования комплексов FUS с PAR на уровне отдельных молекул методом 
АСМ мы использовали реконструированную систему, содержащую, поврежденную
и неповрежденную ДНК, мРНК, PAR полимер и белки (PARP1, PARG, FUS и его делеци-
онные мутанты). Мы обнаружили, что FUS привлекается к сайтам повреждения ДНК 
посредством его связывания с PAR при активации PARP1, что индуцирует формирование 
мультимолекулярных комплексов, содержащих поврежденную ДНК. Было установлено, 
что неструктурированный домен (LCD) и РНК-связывающие домены (RGG) белка FUS 
играют ключевую роль в образовании мультимолекулярных комплексов и «компартмен-
тализации» поврежденной ДНК. Кроме того, было продемонстрированно, что PARG-за-
висимый гидролиз PAR приводит к разрушению этих комплексов и способствует 
высвобождению FUS. Мы предполагаем, что FUS стимулирует репарационный процесс, 
индуцируя временную «компартментализацию» повреждённой ДНК и «концентриро-
вание» сайтов повреждения. 
1. Rulten S.L., Rotheray A., Green R.L., Grundy G.J., Moore D.A., Gomez-Herreros F., Hafez-
parast M., and Caldecott K.W. pARp-1 dependent recruitment of the amyotrophic lateral 
sclerosis-associated protein FUS/TLS to sites of oxidative DNA damage. // Nucleic Acids 
Res. - 2014. - V. 42. - p. 307–314. 
Работа выполнена в рамках проекта РФФИ (18-04-00882).

---

Всероссийская мультиконференция с международным участием «Биотехнология – медицине будущего»
29 июня - 2 июля 2019 г., г. Новосибирск, Россия
213