Please use this identifier to cite or link to this item:
http://hdl.handle.net/2067/2455
Title: | Relazione tra il background genetico e la risposta cellulare in seguito al danno primario al DNA | Other Titles: | Relation between the genetic background and the cellular response after DNA primary damage | Authors: | Ortenzi, Vincenza | Keywords: | Danno al DNA;Risposta cellulare;Proteina ATM;Proteina p53;Istone γ-H2AX;DNA damage;Cellular response;ATM protein;p53 protein;γ-H2AX histone;BIO/18 | Issue Date: | 8-Mar-2011 | Publisher: | Università degli studi della Tuscia - Viterbo | Series/Report no.: | Tesi di dottorato di ricerca. 23. ciclo | Abstract: | Il danno indotto al DNA nucleare dalle radiazioni ionizzanti, così come da altri agenti genotossici, come per esempio le rotture a doppio filamento (DSBs), influenza il manifestarsi di vari tipi di risposta, tra cui, la riparazione, l’arresto del ciclo e la morte cellulare programmata, che mantengono l’integrità del genoma. Ciascuno di questi eventi può dipendere dalla fase del ciclo in cui si trova la cellula al momento dell’esposizione, dall’ambiente, dalla consistenza del danno e dalla radiosensibilità dello specifico sistema cellulare preso in esame. La risposta cellulare comprende un complicato “network” di eventi, soprattutto quando è implicata in lesioni estremamente citotossiche, come le rotture a doppia elica che possono condurre a veri e propri cambiamenti nei profili dell’espressione genica, e anche nella sintesi, nella degradazione e nella localizzazione delle proteine. Lo scopo di questa tesi di dottorato era quello di studiare la relazione tra il background genetico e la risposta cellulare in seguito al danno primario al DNA. A tal fine, in questo lavoro sperimentale sono stati utilizzati diversi sistemi cellulari di mammifero. In particolare, la risposta cellulare dopo l’esposizione ai raggi X è stata analizzata in linee cellulari linfoblastoidi di Ataxia Telangiectasia che differiscono per la mutazione nel gene ATM, responsabile della sindrome. Difetti genetici che compromettono la risposta cellulare al danno al DNA portano generalmente ad instabilità genomica, ipersensibilità a specifici agenti danneggianti e predisposizione al cancro. Lo studio delle sindromi genetiche che manifestano queste anomalie è il sistema utilizzato dal mondo scientifico per cercare di comprendere i numerosi interrogativi che ancora circondano l’origine di queste malattie. In questo contesto volevamo definire meglio il ruolo di alcune proteine implicate nella riparazione del DNA, quali p53, modulandola con un suo inibitore, la pifitrina-a (PFT-a). Il controllo della stabilità genomica è stato studiato anche in linee cellulari umane quali i linfociti e i fibroblasti primari, dopo esposizione a radiazione ionizzante in diverse fasi del ciclo cellulare. Tale studio si inserisce in un contesto più ampio in cui secondo vari studi precedenti l’apoptosi elimina selettivamente le cellule che portano aberrazioni instabili (dicentrici). I linfociti di sangue periferico costituiscono il sistema cellulare umano d’elezione mentre i fibroblasti costituiscono una linea cellulare di interesse radiobiologico e clinico nel momento in cui si considerano le implicazioni del danno genetico in ambito radioterapico oltre che in quello della normale esposizione ambientale. I due sistemi cellulari sono profondamente diversi dal punto di vista anatomico, istologico e funzionale e tali differenze si riflettono anche nei rispettivi fenotipi neoplastici. Il sistema cellulare dei fibroblasti, da noi scelto per tale lavoro, fornisce la possibilità di comparare i risultati ottenuti con quelli nel sistema linfocitario. Inoltre, linee cellulari di hamster Cinese sono state utilizzate per studi preliminari sulla fosforilazione della variante istonica H2AX fosforilata (g-H2AX) indotta da parte di diversi agenti sia chimici che fisici che differiscono per il tipo di danno indotto al DNA, allo scopo di mettere in relazione il tipo di danno indotto dai diversi agenti, la sua segnalazione e la sua conseguente riparazione con il fine di determinare il coinvolgimento dell’istone g-H2AX nelle varie fasi che portano alla risoluzione del danno al DNA. Dall’insieme dei dati possiamo concludere che la risposta cellulare si diversifica a seconda del tipo cellulare, della fase del ciclo in cui avviene il danno al DNA, dell’agente utilizzato per la sua induzione e della mutazione presente nel gene difettivo. Da questo studio emerge quindi chiaramente l’importanza dello studio della risposta cellulare e di come questa controlli la stabilità genomica. Tutto ciò ha una rilevanza non solo nella ricerca di base ma anche nel campo delle potenziali terapie sia antitumorali, sia per le sindromi genetiche ad instabilità genomica, quali l’Ataxia Telangiectasia. Exposure to ionizing radiation and other genotoxic agents induces DNA damage (e.g., double strand breaks, DSBs). The cells can trigger DNA repair, cell cycle arrest and programmed cell death to maintain genomic integrity. These events depend on the phase of the cycle, the exposure, the environment, the extent of the damage and the radiosensitivity of the particular cellular system under analysis. The cellular response involves a complex "network" of events inducing mechanisms able to rejoin DNA DSBs, that can lead to changes in gene expression profiles and tumorigenesis. The purpose of this work is to study the relationship between genetic background and the cellular response after primary DNA damage. In particular, we studied the cellular response after X-rays exposure in Ataxia Telangiectasia (AT) lymphoblastoid cell lines that differ for several mutations in the ATM gene. AT is a rare genetic neurodegenerative disease, caused by the lack of functional ATM kinase. In this context, we focused on the role of some proteins, such as p53, on repair of DNA damage, by means its inhibitor pifithrin-a (PFT-a). The stability genomic control has also been studied in human cell lines such as lymphocytes and primary fibroblasts, after exposure to ionizing radiation in different phases of the cell cycle. Other studies described in literature suggest that apoptosis has a selective role in the removal of cells bearing unstable chromosomal aberrations (dicentrics). The two cellular systems are very different in terms of anatomical and histological functions, and these differences are also reflected in their neoplastic phenotypes. The fibroblast cell system, chosen for this work, allows to compare the results with those obtained in the lymphocytes. In addition, preliminary studies on the induction of histone variant g-H2AX have been led on Chinese hamster cell lines. In particular the analysis was focused on g-H2AX foci induced by different chemical and physical agents in order to relate the type of DNA damage caused by different agents and its subsequent repair and to determine the involvement of histone H2AX at the various stages that lead to the resolution of DNA damage. By the analysis of the collected data, we can conclude that the cellular response differs depending on cell type, the phase of the cell cycle when DNA damage occurs, the agent used for its induction and the several mutations in the defective gene. Therefore this study shows the importance of studying the cellular response and how this response controls the genomic stability. This has relevance not only in basic research but also in the field of potential anticancer therapy or treatment for genetic syndromes with genomic instability, such as Ataxia Telangiectasia. |
Description: | Dottorato di ricerca in Evoluzione biologica e biochimica |
URI: | http://hdl.handle.net/2067/2455 |
Appears in Collections: | Archivio delle tesi di dottorato di ricerca |
Files in This Item:
File | Description | Size | Format | |
---|---|---|---|---|
vortenzi_tesid.pdf | 3.06 MB | Adobe PDF | View/Open |
Page view(s)
91
Last Week
1
1
Last month
0
0
checked on Mar 16, 2024
Download(s)
1,215
checked on Mar 16, 2024
Google ScholarTM
Check
All documents in the "Unitus Open Access" community are published as open access.
All documents in the community "Prodotti della Ricerca" are restricted access unless otherwise indicated for specific documents