FANCJ-Helicase defekt bei Fanconi-Anämie und Brustkrebs entfaltet G-Quadruplex-DNA zur Verteidigung der genomischen Stabilität

FANCJ-Mutationen sind mit Brustkrebs assoziiert und genetisch mit der Knochenmarkserkrankung Fanconi-Anämie (FA) verbunden. Die genomische Instabilität von FA-J-mutierten Zellen deutet darauf hin, dass die FANCJ-Helicase in der Replikationsstressantwort funktioniert. Eine putative Helicase mit Sequenzähnlichkeit zu FANCJ in Caenorhabditis elegans (DOG-1) und Maus (RTEL) ist erforderlich für die Erhaltung des poly(G)-Trakts, was auf ihre Beteiligung an der Auflösung alternativer DNA-Strukturen hinweist, die die Replikation behindern. Unter physiologischen Bedingungen lagern sich guaninhaltige Sequenzen spontan zu viersträngigen Strukturen (G-Quadruplexe, G4) zusammen, die die genomische Stabilität beeinflussen. FANCJ entfaltete G4-DNA-Substrate in abhängiger Weise von ATPase. Das Entfalten von FANCJ G4 ist spezifisch, da eine andere Helicase der Superfamilie 2, RECQ1, bei Bedingungen, unter denen die Helicase Duplex-DNA entfaltete, versagte, alle getesteten G4-Substrate zu entfalten. Das Replikationsprotein A stimulierte das Entfalten von FANCJ G4, während der Mismatch-Reparaturkomplex MSH2/MSH6 diese Aktivität hemmte. FANCJ-depletierte Zellen, die mit dem G4-interaktiven Verbindungen Telomestatin behandelt wurden, zeigten eine beeinträchtigte Proliferation und erhöhte Apoptose- und DNA-Schadenlevel im Vergleich zu Zellen mit kleinen interferierenden RNAs, was darauf hindeutet, dass G4-DNA ein physiologisches Substrat von FANCJ ist. Obwohl der FA-Weg klassisch in Bezug auf die Reparatur von Interstrand-Quervernetzungen (ICLs) beschrieben wurde, reichen die zellulären Defekte, die mit der FANCJ-Mutation verbunden sind, über die reduzierte Fähigkeit hinaus, ICLs zu reparieren, und betreffen andere Arten von DNA-strukturellen Blockaden der Replikation.