ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МЕХАНИЗМОВ КЛЕТОЧНОЙ ГИБЕЛИ И РЕПАРАЦИИ ПОВРЕЖДЕНИЙ ДНК

Тронов В. А., Константинов Е. М., Коноплянников М. А., Терещенко Д. Г.
Институт химической физики им. Н.Н.Семенова РАН, 117977 Москва
Повреждения ДНК, возникающие под действием экзо- и эндогенных факторов, с одной стороны, являются субстратом для репаративных ферментов в клетке, а с другой стороны, запускают программу клеточной гибели - апоптоз. Апоптоз проходит через этап деградации ДНК, которой также противостоят механизмы репарации. Эти два процесса конкурируют не только за субстрат, но и за энергетику клетки. В результате возможно искажение канонической картины программированной смерти клетки - смешанная и некротическая гибель. Такую форму гибели нестимулированных лимфоцитов крови человека (ЛКЧ) наблюдали после действия на клетки g-облучения. Предполагается, что в случае ЛКЧ тип дефектов ДНК может в какой-то степени определять тип клеточной гибели: трудно репарируемые двунитевые разрывы ДНК могут стать устойчивым сигналом к апоптозу; в отличие от них однонитевые разрывы ДНК быстро репарируют, истощают внутриклеточные запасы АТФ и НАД, делая таким образом некроз более вероятной фомой гибели (Тронов и др. Биофизика 43, 115, 1998). С целью проверки данного предположения исследовали гибель ЛКЧ, индуцированную ингибитором топоизомеразы II этопозидом (VP-16) и перекисью водорода, формирующими в ДНК дву- и однонитевые разрывы соответственно. Методами ДНК-комет, гель-электрофореза клеточных ДНК-экстрактов и флуоресцентной микроскопии показано, что двунитевые разрывы ДНК, индуцированные VP-16, сохраняясь нерепарированными, по крайней мере, 6-8 ч после воздействия, запускают механизм апоптоза. В отличие от VP-16, перекись водорода (10 - 50 мкМ) индуцировала в лимфоцитах формирование однонитевых разрывов, которые в значительной степени репарировали через 2 часа. Однако уже через 4 часа после воздействия отмечалась нарастающая стохастическая деградация ДНК и появление пермеабилизованных клеток - характерных признаков ранней некротической гибели. Полученные результаты обсуждаются с точки зрения конкурентных взаимодействий механизмов репарации ДНК и программированной клеточной гибели.