o trabalho recente de vários grupos fortaleceu as ligações funcionais em constante expansão entre a resposta aos danos do DNA (DDR) e a ciliogênese. Dado que tanto a DDR quanto a ciliogênese primária são mecanismos de resposta ao estresse que estão indissociavelmente ligados ao ciclo celular (ver abaixo), então esses achados talvez não sejam muito inesperados no contexto de sua função biológica. Além disso, os centrióis, que podem ajudar a governar a estabilidade do genoma nas células em proliferação através da organização microtúbulos correta e da segregação cromossômica precisa, também formam o corpo basal de cílios primários dentro de células Quiescentes. No entanto, os defeitos nos factores de estabilidade da DDR/genoma estão tradicionalmente associados a síndromes hereditárias de doenças predispostas ao cancro, enquanto que os doentes com ciliopatias não apresentam um risco aumentado de desenvolvimento do cancro. Isto torna descobertas recentes de que as mutações em algumas proteínas DDR são causais para um subconjunto de ciliopatias humanas ainda mais intrigantes. As secções seguintes apresentarão, por conseguinte, uma breve panorâmica das ligações genéticas e funcionais recentemente descobertas entre a DDR e a ciliogénese. Destacamos as principais proteínas identificadas até à data que têm papéis duplos nestes processos biológicos.
a resposta à lesão do ADN e a estabilidade do genoma
o ADN dentro das células é danificado diariamente a partir de ambas as fontes exógenas, por exemplo, radiação UV do sol ou carcinogénios dentro do fumo do tabaco, e de fontes endógenas. subprodutos metabólicos, erros introduzidos durante a replicação do ADN, ou por defeitos de segregação cromossómica durante a mitose . A fim de manter a integridade genômica e para minimizar o acúmulo de potencialmente pró-mutagênicos lesões no genoma, sofisticados mecanismos moleculares foram desenvolvidos para resolver os inúmeros diários lesões que podem ocorrer dentro de uma célula, por exemplo, quebras de DNA (single e double-stranded), da base de dados de açúcar e danos ao DNA de backbone, DNA e DNA-proteína de ligações cruzadas, pares de base inadequações incorporadas durante o processo de replicação do DNA e a alquilação de lesões em vários sites do DNA . Estes processos envolvem conjuntos altamente especializados de proteínas e vias que mediam a detecção e reparação de lesões específicas, mas muitas vezes possuem funções sobrepostas entre as várias vias de reparação do ADN . A detecção e subsequente reparação de danos ao ADN são coordenadas com o ciclo celular através de uma série de mecanismos complexos de regulação e feedback conhecidos colectivamente como pontos de controlo do ciclo celular . Estes pontos de controlo podem ser activados em várias fases do processo do ciclo celular, de modo a permitir que as lesões do ADN sejam resolvidas antes de avançarem para a fase seguinte do ciclo celular . Isto é vital para manter a integridade da sequência do genoma, uma vez que a não realização deste processo pode levar a que as potenciais lesões pró-mutagénicas sejam “fixas” durante a replicação e transmitidas às células-filhas durante a segregação mitótica dos cromossomas . Se os danos no genoma estão para além da capacidade de uma célula para o reparar adequadamente, então são accionados mecanismos de morte celular que actuam como um último dispositivo de segurança para evitar a propagação e passagem de lesões potencialmente pró-mutagénicas para as células-filhas . O termo coletivo para a detecção e posterior reparação de lesões de DNA potencialmente pró-mutagênicas é a “resposta a danos de DNA” (DDR), que, juntamente com mecanismos pró-apoptóticos, atua como uma barreira crítica ao desenvolvimento do câncer . A importância de uma DDR intacta no combate à tumorigenese é talvez melhor demonstrada pelas numerosas síndromes da doença predisposta ao cancro humano que são uma consequência das mutações subjacentes nos factores DDR . Adicionalmente, está bem estabelecido que existe um risco aumentado de cancro da mama ou colorectal em indivíduos com mutações em factores específicos da DDR, por exemplo BRCA1/2 e MSH2, MSH6, etc. . Mutações em genes que codificam uma pletora de fatores DDR também podem levar a uma gama de outras doenças hereditárias ou esporádicas humanas com vários fenótipos clínicos sobrepostos . A característica clínica mais comum de sobreposição associada a mutações nestes factores é a microcefalia congénita, potencialmente devido a defeitos na neurogénese durante o desenvolvimento do embrião . A rápida expansão celular que ocorre durante este processo é suscetível a danos ao DNA , e também requer divisão celular assimétrica precisa. Como tal, mutações em proteínas que têm funções importantes na replicação do ADN, reparação do ADN, manutenção centrossoma, regulação de microtúbulos e mitose têm demonstrado ser causais para várias perturbações microcefálicas humanas (Ver Tabela 1 para alguns exemplos).
DDR fatores e centrosomes
O centrosome atua como o principal local de microtubule nucleação e organização em ambos os interphasic e mitotic células, e constitui a base do corpo basal durante ciliogenesis (ver abaixo). Consiste em duas estruturas ortogonalmente posicionadas, em forma Cylon conhecidas como centríolos, que são cercadas por uma matriz densa de elétrons chamada de material pericentriolar (PCM) e atua como um andaime organizado que facilita o recrutamento de proteínas para o centrossoma. Associado com o PCM estão numerosas partículas denominadas satélites centriolares, que contêm muitos componentes do PCM e outras proteínas centrossomais . A formação, maturação e duplicação de centrosomas são regulados em uníssono com o ciclo celular . Como tal, defeitos na progressão do ciclo celular, e.g. após a indução de danos ao DNA, pode levar a mudanças na composição e arquitetura de satélites centriolares e dar origem a erros de duplicação centrossomos . Como a duplicação de centrosomas ocorre durante as fases G1/S do ciclo celular, as células que experimentam danos persistentes no DNA e ativação do ponto de verificação e / ou tensão de replicação que prolonga o tempo gasto dentro da fase S, pode dar origem a duplicação anormal do centrossoma chamado centrosoma supranumerário . Além disso, foi recentemente mostrado que alguns satélites centriolares formam um interactoma juntamente com proteínas centrosomais para promover a atividade CDK2 e eficiente duplicação centriolar .
Dado o importante papel da centrosome dentro da célula e funcional sobreposição com DDR (ver acima), é, talvez, não é muito surpreendente que os defeitos no centrosome-fatores associados, que funcionam em DDR processos dão origem a uma variedade de humanos, doenças hereditárias, que incluem diversas microcephalic de transtornos mentais e de ciliopathies (Tabela 1). Isto inclui exemplos de sobreposição clinicopatológica entre doentes com ciliopatia e microcefalia , bem como mutações na proteína de regulação de microtúbulos CENPF que estão associadas tanto com ciliopatia quanto com distúrbios microcefálicos . Além disso, há uma ligação de longa data entre os centrosomas supranumerários, instabilidade do genoma e desenvolvimento e/ou progressão do câncer, uma vez que os centrosomas supranumerários são uma característica comum das células cancerígenas . Uma consequência funcional do número centrossoma anormal no contexto do cancro foi recentemente destacada pela demonstração de que a amplificação centrossoma pode levar a alterações da adesão celular que podem ajudar a conduzir os fenótipos invasivos associados às células cancerígenas metastáticas . No entanto, é interessante notar que mesmo dado o papel duplo de muitas proteínas associadas aos centros na ciliogénese (Tabela 1), e que as vias de sinalização associadas aos cílios são frequentemente desreguladas nos cancros, não existe uma associação evidente entre a ciliopatia e o risco de cancro (discutido abaixo).
ligações funcionais entre os DDR e os centrosomas foram previamente inferidas pela localização centrosómica de vários factores DDR, incluindo as proteínas de reparação do ADN BRCA1, BRCA2, PARP1 e NBS1; os cinases de sinalização DDR ATM, CHK1 e CHK2; e o ponto de controlo do ciclo celular e o regulador transcritivo TP53 . Contudo, deve salientar-se que a reactividade cruzada de anticorpos nestes estudos não pode ser excluída sem uma validação completa do reagente . Mais convincente mecanicista insights em função biológica vem da observação de que a E3 hidrolase ligase BRCA1 ubiquitylates gama-tubulina em centrosomes, o que é importante para restringir centrosome sobre-duplicação durante a S e G2 fases do ciclo celular que, por sua vez, é regulada pela NBS1 e o montante DDR-quinase associada ATR . O efector da DDR, kinase CHK1, foi inicialmente referido como também localizado no centrossoma, mas este foi subsequentemente determinado como sendo através de uma interacção não específica do anticorpo CHK1 que reage cruzada com a proteína centrosomal CCDC151 . Por conseguinte, não é actualmente claro como é que o CHK1 pode contribuir para o mecanismo de amplificação centrossoma pelas funções NBS1 e BRCA1 que são ambos capazes de activar o CHK1 em resposta a danos no ADN e/ou a tensões de replicação . Entretanto, a função CHK1 tem sido mostrada como importante para regular a expansão do PCM, um processo que tem sido mostrado afetar o crescimento dos centrióis filha . Adicionalmente, o CHK1, juntamente com a proteína centrosómica MCPH1 (Quadro 1), pode controlar a entrada mitótica . Curiosamente, as alterações na expressão MCPH1 têm sido associadas tanto ao cancro da mama como ao cancro do ovário, o que pode ser uma consequência do aumento da divisão celular em tumores de grau mais elevado . Mudanças na duplicação de centrióis na fase S devido à expansão de PCM ou tempo inadequado do ciclo celular podem, portanto, ser mecanismos através dos quais alterações na função CHK1 poderiam afetar integridade centrossome, embora outros estudos para abordar estas questões são claramente necessários.
podem também ocorrer interacções entre proteínas centrossomas e DDR em resposta ao stress exógeno. Por exemplo, a proteína CENTROSÓMICA e promotora da ciliogénese CEP164 (Tabela 1) é fosforilada pelas cinases ATM e ATR associadas à DDR em resposta a várias tensões genotóxicas, onde ajuda a estabelecer um ponto de verificação de danos G2/M e a regular os processos de divisão celular . O CEP164 demonstrou também ser re-localizado em locais de danos induzidos pelos UV e é necessário para obter respostas celulares eficientes a danos causados pelos UV . Contudo, não é actualmente claro se se trata de uma resposta específica à UV, ou de uma resposta mais geral a lesões bloqueadoras da replicação e/ou indução de vias de sinalização stress mediadas pela p38. É interessante notar que o fator centriolar central centrin 2 tem localização centriolar e um componente nuclear importante. Este último responde funcionalmente aos danos do ADN induzidos pelos UV e interage fisicamente com o XPC para promover uma reparação eficiente das lesões do ADN induzidas pelos UV . Estudos recentes sugerem que ATM também pode atuar como uma cinase proteica versátil durante os processos de sinalização citoplásmica , e ATM pode, portanto, ter um papel ciliar “não canônico DDR” que mantém a estabilidade do genoma e Medeia respostas celulares a vários outros estresses celulares. Na verdade, há uma série de proteínas associadas ao centrossoma que são substratos conhecidos ou previstos in vivo das cinases associadas ao DDR ATM, ATR e DNA-PKcs, que incluem proteínas centrosomais e ciliares como a nineína, PCM1 e INPP5E . Outro exemplo de uma proteína centrossoma que é um substrato direto de cinases DDR é CEP63 (Tabela 1), que é fosforilado por ATM e ATR para promover a montagem mitótica do fuso , e tem sido mostrado para regular a duplicação centriol , potencialmente através da atividade CDK centrosomal . No entanto, ao contrário do CEP164, um papel directo do CEP63 na resposta celular a danos no ADN ainda não foi esclarecido. Além disso, apesar de não ser uma DDR kinase diretamente associada, a kinase Aurora A regula a entrada e saída mitótica, bem como a desmontagem do cílio . Um dos substratos de Aurora A é o mitótico kinase PLK1, que também pode promover a desmontagem de cílios e tem sido mostrado para funcionar na recuperação do ponto de controle do ciclo celular após danos no DNA . Consistente com estes achados é o trabalho de vários grupos ligando a APC, que coordena a progressão mitótica em resposta a danos do DNA e estresse de replicação, à ciliogênese . Por último, demonstrámos recentemente que algumas proteínas satélites centriolares têm papéis duplos na promoção da ciliogénese e na prevenção da acumulação de danos ao ADN dentro da célula .
os exemplos aqui destacados (Ver Tabela 1 para exemplos adicionais) demonstram as interações físicas e funcionais entre as proteínas centrossómicas DDR, muitas das quais controlam a ciliogénese. A maior parte da interação entre a DDR e as proteínas centrossomas envolve regular a duplicação centrossoma através do ciclo celular, ou regular a cronometragem exata da entrada mitótica através do corpo do eixo. Este tipo de crosstalk entre estes processos pode, portanto, ser importante para a condução da divisão celular fiel durante o desenvolvimento precoce, como demonstrado pelo exemplo de perturbações microcefálicas, e pode também estar associado a uma divisão celular não controlada durante a progressão e/ou desenvolvimento do tumor. Uma maior elucidação da conectividade funcional entre estes processos celulares deve proporcionar novas informações sobre uma série de distúrbios hereditários e esporádicos humanos (Tabela 1).
the cellular role of mammalian cilia
Primary cilia are microtubule-based organelles that sense and transduce extracelular signals on many cell types during the G1 / G0 phase of the cell cycle . Os cílios têm uma ultra-estrutura complexa com compartimentalização de componentes moleculares que se combinam em módulos funcionais. A perda ou mutação destes componentes pode perturbar as funções ciliares, tais como o controlo da entrada e saída de proteínas do cílio, a regulação das Cascatas de sinalização e o controlo do ciclo celular. Em particular, a zona de transição ciliar foi sugerida como um hub que mediata e integra a sinalização paracrina durante o desenvolvimento embrionário e a morfogénese dos tecidos, incluindo as vias de sinalização SHH, WNT e entalhe . Um mecanismo comum para regular estas vias parece ser a compartimentalização discreta dos componentes de sinalização para o cílio. Como paradigma para outras vias, o mmo, o co-receptor e transdutor para o SHH, translocata e, em seguida, ativa fatores de transcrição GLI dentro do cílio . A sinalização canónica Wnt / β-catenina é também restringida pela compartimentalização do componente de sinalização Wnt Jouber, garantindo a translocação Da β-catenina para fora do núcleo e para o cílio . Por sua vez, a sinalização de entalhe é proposta para ser um modulador de sinalização ciliar através da regulação da translocação ciliar de Smo . Mais recentemente , as vias de sinalização mTOR , hipopótamo, TGFß e PDGF têm demonstrado ser reguladas através de mecanismos dependentes do ciliar, com diversas consequências na proliferação e tamanho celular, diferenciação, autofagia, apoptose e tumorigenese. É atualmente incerto até que ponto qualquer das vias de sinalização relacionadas com ciliar modula DDR, embora um estudo recente tenha sugerido que o receptor Notch1 se liga e regula negativamente a atividade da ATM cinase associada à DDR , e pode ser parte de um interactoma com outros fatores associados à DDR . Será, portanto, interessante determinar o efeito que quaisquer ligações adicionais entre o receptor Notch1 e ATM têm na ciliogênese. A partir destes estudos, as conexões relatadas entre proteínas centrosomais e ciliares com DDR ligam os processos de biogênese do cílio e desmontagem com as vias de checkpoint mitótico e de fase S que monitoram falhas na replicação do DNA e transmissão do cromossomo. A perturbação destes processos ciliares pode, por conseguinte, permitir a proliferação de células desreguladas, característica de todos os cancros. Inversamente, o trabalho recente levou ao reconhecimento crescente de que as alterações de tempo de replicação e progressão, levando ao estresse de replicação e ativação de DDR, são características de algumas ciliopatias renais .
abordagens de biologia de Sistemas revelaram um papel generalizado para as proteínas spliceossomas e outros factores de processamento de ARNm na prevenção de danos ao ADN, que em alguns casos foram causados por estruturas aberrantes de ARN-ADN . Muitos dos mesmos componentes de processamento de spliceossoma e mRNA, incluindo aqueles mutados em formas herdadas da retina degenerescência retinite pigmentosa, também foram identificados em uma recente tela genética reversa para genes e vias que regulam a ciliogênese . A perda de cílios primários também foi observada em tumores de muitos cancros, incluindo cancro da mama e carcinomas das células renais , o que sugere que o cílio pode ser uma “organela supressora de tumores”. Por exemplo, a polipose adenomatosa familiar (FAP ou síndrome de Gardner), um câncer hereditário dependente do Wnt, pode ser mediada por um mecanismo ciliar dependente . No entanto, os detalhes mecanísticos para explicar essas observações permanecem desconhecidos, por isso não é claro se a perda de cílios contribui ou é apenas uma consequência dos eventos nucleares de tensão de replicação e DDR ativado.
também é importante apreciar que as vias de sinalização têm múltiplos papéis na manutenção da homeostase normal dos tecidos adultos que são distintos da sinalização do desenvolvimento durante a embriogénese. O papel dos cílios primários na sinalização do desenvolvimento do SHH está bem estabelecido, mas esta via também regula a sobrevivência e proliferação de populações de progenitores de tecidos e células estaminais . Estes papéis mitogénicos podem explicar porque é que a activação anormal da via canónica de sinalização SHH, quer através da activação de mutações nos componentes da via, quer através da produção de ligandos num mecanismo autocrínico, predispõe ao cancro em muitos tecidos diferentes, incluindo o medulloblastoma, glioblastoma e carcinoma das células basais . Se os cílios primários são essenciais para os papéis mitogênicos de SHH é atualmente incerto. Por exemplo, a tumorigenese causada pela ativação de mutações no SMO co-receptor SHH é diminuída se os cílios são diminuídos, enquanto a perda de cílios aumenta a tumorigenese causada por GLI2 ativado, um efetor transcritional da sinalização SHH . No entanto, os complexos papéis mitogénicos do SHH fornecem uma explicação para o facto de não haver um aumento aparente na incidência de cancro em doentes com ciliopatia.
ligações genéticas e funcionais emergentes entre a DDR e os cílios primários
foi recentemente demonstrado que, nas células em proliferação, várias proteínas satélites centriolares são re-estruturadas na sequência de tensões exógenas, tais como UV, que, por sua vez, reprimem sinais inibitórios e facilitam a ciliogénese . Similarmente, a autofagia induzida pelo estresse pode afetar a composição de satélites centriolares para promover a ciliogênese . Inversamente, a sinalização por estresse através do cílio primário ajuda a regular a autofagia, promovendo a formação do autofagossomo . Também temos demonstrado que algumas proteínas satélites centriolares atuam para promover a ciliogênese, bem como a estabilidade do genoma , o que pode ser, em parte, através da regulação da composição da duplicação centrossoma e centriole através da atividade CDK2 . Estresse, sinais que emanam de danos ao DNA podem ser intra ou intercelular através de uma variedade de mecanismos que envolvem a célula–a-célula de contactos e/ou de sinalização extracelular conhecidos coletivamente como “espectador efeitos”. A interação entre a DDR e os cílios primários pode, portanto, envolver interações funcionais internas entre a DDR e as proteínas do corpo centriolar/basal, bem como sinais externos de células vizinhas. Os últimos anos têm visto emergindo ligações funcionais entre autofagia e DDR, onde a autofagia facilita o destino celular após danos ao DNA e também ajuda a prevenir a instabilidade do genoma para combater a tumorigenese . Curiosamente, os processos de autofagia também podem ser sensíveis a efeitos de espectador induzidos por danos do DNA, facilitando tanto a sinalização do estresse intra-e intercelular. Esta interação complexa entre estes mecanismos de resposta ao estresse celular tem implicações potenciais para ciliopatias e distúrbios microcefásicos, bem como para o câncer .
além dos exemplos acima, que demonstram física e funcional conexões entre DDR e centrosomal proteínas, o trabalho de vários grupos revelou genética directa e ligações funcionais entre DDR e ciliogenesis (Tabelas 1, 2). Como mencionado acima, a proteína centrosómica pró-ciliogénese CEP164 é regulada pelas cinases DDR e promove respostas celulares a danos de ADN induzidos pelos UV . Mais recentemente, as mutações homozigóticas recessivas no CEP164 demonstraram ser causais para um subgrupo de ciliopatias relacionadas com nefronoftisis, com modelos de peixes-Zebra mutantes que exibem fenótipos de ciliopatia e Respostas ineficientes a danos no ADN . Além disso, esse estudo também mostrou que NPHP10 (também conhecido como SDCCAG8), que normalmente reside na centrosomes, re-localizadas a nuclear focos em resposta a danos no DNA , e um posterior estudo sugeriu que a deficiência na NPHP10 (em modelos de células, ou em células derivadas de knock-out ratos) conduz a elevados níveis de danos ao DNA e célula de ponto de verificação de ciclo de ativação . Consistente com um papel funcional estabelecido para alguns dos membros da família NEK kinase em DDR e ciliogênese , foi recentemente relatado que a cinase NEK8 associada a ciliopatia (Tabela 1) é importante no controle das respostas celulares ao estresse de replicação através da DDR cinase ATR e limitando a atividade CDK para suprimir a formação de quebra de DNA . O que é mais surpreendente, dada a não-sobreposição de fenótipos clínicos de NEK8 associados ciliopathies e ATR-associado pacientes com a síndrome de Seckel, é que as células que expressam uma ciliopathy associados quinase mutante NEK8 teve um aumento de danos ao DNA e célula ciclo de defeitos, e que os rins de NEK8 camundongos mutantes acumulado de danos ao DNA . Além disso, a proteína centrosómica CEP290, mutada numa série de ciliopatias incluindo a síndrome de Joubert, também tem sido implicada na regulação do stress de replicação do ADN e DDR (Tabela 1), sugerindo que o stress de replicação crónica pode ser um motor fundamental no desenvolvimento de algumas ciliopatias . Tal como no estudo NEK8, as células que expressam o CEP290 mutante também apresentavam actividade CDK inadequada. O estresse de replicação específico do tecido em certas origens genéticas pode, portanto, ser um mecanismo comum que impulsiona o desenvolvimento de um subconjunto de ciliopatias, e sugere que o CDK pode ser um alvo terapêutico potencial para tais doenças .
é intrigante que o mesmo estudo de identificação CEP164 mutações como causador de um subconjunto de nephronophthisis relacionados ciliopathies também identificou mutações causais em MRE11 (Tabela 2). O MRE11 interage estoichiometricamente com RAD50 e NBS1 (formando o chamado complexo MRN) para facilitar as principais funções dos processos de reparação do ADN . Especificamente, as mutações na linha germinal NBS1 ou MRE11 dão origem a distúrbios hereditários predispostos ao cancro, síndrome de ruptura de Nijmegen e distúrbio do tipo ataxia-telangiectasia (ALTD), respectivamente . Além disso , demonstrou-se que o MRE11 funciona como uma barreira à tumorigenese, e mutações heterozigóticas hereditárias em MRE11, NBS1 ou RAD50 estão associadas a um baixo risco de penetração intermédia do cancro da mama . Actualmente, não está claro como ou por que razão mutações específicas no MRE11 em particular podem dar origem a ciliopatias. Isto levanta questões interessantes sobre se mutações em outros membros do principal complexo MRN associado à DDR( MRE11-RAD50-NBS1), mutações que causam síndromes de câncer hereditário, podem também ser causadoras de outras ciliopatias renal-retina. Talvez ainda mais surpreendente foi a recente descoberta de que mutações na anemia Fanconi e nuclease fan1 associada ao câncer (Tabela 2; ) poderiam ser causativas para um subconjunto de ciliopatias cariomegálicas intersticiais cariomegálicas . Como esta enzima está envolvida na reparação de lesões do ADN que bloqueiam a replicação do ADN, o estudo sugeriu que uma actividade defeituosa da nuclease dentro de certos órgãos poderia conduzir a senescência celular após uma maior exposição a genotoxinas (talvez resultante de um metabolismo activo aumentado). Este pode ser um cenário semelhante ao proposto aumento do esforço de replicação observado nos rins de ambos os ratos com deficiência em CEP290 e NEK8 (ver acima). Embora este possa ser um mecanismo pelo qual mutações de FAN1 podem dar origem a ciliopatias, a biologia subjacente pode ser mais complicada, especialmente dado que os fenotipos associados a nefrite intersticial cariomegalica tipo ciliopathies não são evidentes em doentes com anemia de Fanconi (FA). Essa discrepância fenotípica também pode ser, em parte, devido à redundância dentro das vias que funcionam para resolver lesões que impedem a replicação do DNA .Além destes estudos genéticos, vários grupos também descobriram ligações funcionais à ciliogênese de proteínas tradicionalmente associadas à DDR. Um exemplo disso é o recente achado de que o ATR localiza o corpo basal em células fotorreceptoras de ratinho (Tabela 2), e é importante para a ciliogênese durante o desenvolvimento do olho . A ATR também é necessária para a sinalização do ouriço sônico ciliar in vitro e in vivo, mas parece ser largamente dispensável para a ciliogênese, em um papel que é distinto de sua função em DDR e replicação . Outro achado é que as mutações em fatores de licenciamento de replicação de DNA, tais como ORC1 (Tabela 2), foram causadoras da desordem microcéfala síndrome de Meier–Gorlin (MGS) e também mostraram afetar a ciliogênese através de sinais SHH debilitados . A proteína AAA-ATPase VCP/p97, que regula a localização de vários fatores DDR em locais de danos ao DNA , tem sido demonstrado ser necessária para a ciliogênese (Tabela 2), Quando Pode realizar funções semelhantes na regulação E3 ubiquitilação de proteínas mediadas pela ligase no corpo basal . Finalmente, o ATMIN proteico , um parceiro de ligação da DDR-chave ATM cinase e também importante para as respostas celulares ao estresse de replicação, também tem sido mostrado ser importante para a ciliogênese durante a morfogênese dos pulmões e rins em ratos em desenvolvimento através de sua capacidade como um fator de transcrição para regular a sinalização WNT . Coletivamente, estes estudos demonstram ligações genéticas e funcionais entre DDR e ciliogênese (Tabela 2).
humano primário cilium e câncer
Contrária a estas descobertas recentes envolvendo DDR-fatores associados em humanos ciliopathies é a observação geral de que um aumento do risco ou incidência de câncer não é geralmente associada com humanos ciliopathies. As exceções incluem a síndrome de Birt–Hogg–Dubé e a síndrome de Von Hippel-Lindau que são ambos doenças hereditárias do câncer renal com algumas características clínicas de ciliopatias . Além disso, embora os doentes com doença renal policística tenham quistos renais benignos como consequência de um fenótipo de crescimento celular, não apresentam um risco aumentado de desenvolver cancro e podem, de facto, ter um risco global reduzido de cancro em comparação com os indivíduos não afectados . Não é claro por que isso pode ser o caso, mas tem sido sugerido que um aumento coincidente da taxa de morte celular através de mecanismos apoptóticos e/ou autofágicos pode ajudar a reduzir o risco de câncer em indivíduos afetados. Foi notificado um fenómeno semelhante para a redução genética da actividade ATR que limita o crescimento tumoral de tumores com deficiência em p53 em ratinhos , apesar de ter sido notificado um risco aumentado de cancro em alguns doentes com síndrome de Seckel, tendo pelo menos um destes apresentado um defeito genético causador no gene ATR . Curiosamente, foi recentemente sugerido que o aumento do estresse de Replicação, semelhante ao frequentemente observado em cancros devido à ativação do oncogeno, é um fenótipo associado a um subconjunto de ciliopatias, como a síndrome de Joubert associada ao CEP290 . Assim, pode ser que um certo nível de tolerância ao estresse de replicação elevado é necessário para conduzir mais fenótipos tumorigénicos associados a doenças relacionadas com DDR, que não é selecionado durante o desenvolvimento da maioria das ciliopatias humanas.
os estudos brevemente destacados aqui fornecem provas convincentes de ligações genéticas e funcionais em constante expansão entre as vias DDR e ciliogénese. No entanto, as discrepâncias entre os fenótipos das síndromes predispostas ao cancro associadas à DDR e as ciliopatias (Tabelas 1, 2) não se encaixam no nosso conhecimento limitado actual de como estas duas vias podem estar ligadas. Isto pode reflectir o impacto funcional que cada Via tem no tecido em desenvolvimento e diferenciado, bem como a forma como a função da via normal ou aberrante pode afectar tanto as lesões pré-cancerosas como as células transformadas.