Роль цитидиндезаминаз AID/APOBEC в дестабилизации генома при онкологических заболеваниях: опыт использования дрожжевой тест-системы

   Важным фактором, приводящим к дестабилизации генома при канцерогенезе, является неконтролируемая экспрессия генов цитидиндезаминаз семейства AID/APOBEC. В норме ферменты AID/APOBEC дезаминируют цитозин до урацила в составе РНК или ДНК, участвуя таким образом в процессах редактирования мРНК, противовирусной защиты и созревания генов иммуноглобулинов. Нарушение регуляции экспрессии генов AID/APOBEC приводит к неспецифическому дезаминированию геномной ДНК и, как следствие, к повышению уровня мутагенеза. Соматические мутации, индуцированные AID/APOBEC, могут запускать процесс канцерогенеза и способствовать развитию устойчивости раковых клеток к терапии и повышению агрессивности опухоли. Одним из эффективных подходов для изучения механизмов мутагенеза, зависимого от цитидиндезаминаз AID/APOBEC, является использование штаммов дрожжей Saccharomyces cerevisiae, несущих гены человеческих цитидиндезаминаз. В данной работе мы сконструировали штаммы S. cerevisiae, несущие человеческие гены APOBEC3A, APOBEC3B и AID, а также ген PmCDA, кодирующий дезаминазу морской миноги Petromyzon marinus и используемый в качестве положительного контроля. С помощью полученных штаммов мы выявили специфические аминокислотные замены, которые усиливают или ослабляют активность фермента, и продемонстрировали, что рекомбинационная репарация и эксцизионная репарация оснований значительно влияют на мутагенную активность цитидиндезаминазы при гетерологичной экспрессии. Полученные результаты подтверждают эффективность разработанной модели и открывают путь к дальнейшему изучению факторов, которые могут изменять активность AID/APOBEC, что крайне важно для развития методов лечения онкологических и инфекционных заболеваний.

1. Alexandrov L..B, Kim J., Haradhvala N.J., et al., The repertoire of mutational signatures in human cancer. Nature, 2020; 578(7793):94-101. doi: 10.1038/s41586-020-1943-3.

2. Stepchenkova E.I., Zadorsky S.P., Shumega A.R., Aksenova A.Y. Practical Approaches for the Yeast Saccharomyces cerevisiae Genome Modification. Int J Mol Sci. 2023; 24(15):11960. doi: 10.3390/ijms241511960.

3. Lada A.G., Stepchenkova E.I., Waisertreiger I.S., et al., Genome-wide mutation avalanches induced in diploid yeast cells by a base analog or an APOBEC deaminase. PLoS Genet. 2013; 9(9):e1003736. doi: 10.1371/journal.pgen.1003736.

4. Zhuk A.S., Shiriaeva A.A., Andreychuk Y.V., et al., Detection of primary dna lesions by transient changes in mating behavior in yeast Saccharomyces cerevisiae using the alpha-test. Int. J. Mol. Sci. 2023; 24: 12163. doi: 10.3390/ijms241512163