Általános kutatási terület

A genomiális DNS állomány állandóan károsító hatásoknak van kitéve, melyek környezeti vagy endogén eredetűek lehetnek. Bár az élő sejtek rendelkeznek DNS-javító mechanizmusokkal, osztódásra készülő sejtekben elkerülhetetlen, hogy a DNS replikáció sérült DNS templát szakaszokba ütközzön. Az elakadt replikáció a jestciklus leállásához és sejthalálhoz vezethet, ezért több olyan molekuláris mechanizmus is létezik, amely segíti a replikáció továbbhaladását sérült DNS-szakaszokon. A sérült DNS sikeres replikációja lehetővé teszi a sejt túlélését, ugyanakkor a folyamat a mutációk fő forrása. A szomatikus sejtekben bekövetkező mutagenezis a daganatképződés fő okozója, és a genomi instabilitás a rák egyik általános jellemzője. Kutatócsoportunk a sérült DNS replikációjának mechanizmusát és következményeit vizsgálja, különös tekintettel a mutagenikus folyamatok szerepére a rák kialakulásában és kezelésében.

Főbb kutatási témák

A DNS-hibaelkerülő útvonalak szabályozása

Legalább háromféle útvonal létezik az DNS lézióknál elakadt replikáció továbbsegítésére (2. ábra). A transzléziós szintézis speciális polimerázokat segítségével halad át a sérült templáton, és hajlamos pont mutációkat előidézni az új szálban. A templátváltás és a homológ rekombináció mechanizmusai viszont egyaránt lehetővé teszik a lézió elkerülését, a testvérkromatída új szálát használva templátként a sérült szakasznál. Vizsgáljuk a megfelelő útvonal kiválasztását szabályozó mechanizmusokat, melyek befolyásolják a genomban kialakuló mutációk típusát és gyakoriságát.

Transzléziós szintézis

Kutatásaink során vizsgáljuk a folyamatban résztvevő fehérjék és kovalens fehérjemódosítások szerepét a megfelelő polimeráz kiválasztásában és a transzléziós szintézis időbeli szabályozásában. Ezen felül vizsgáljuk, hogy a keletkezett mutációk spektruma hogyan függ a léziók típusától, a reakcióban részt vevő polimeráztól és a szabályozó folyamatoktól.

A rákra jellemző mutagenikus folyamatok modellezése

Génkiütött sejtvonalak létrehozásával tumormodelleket állítunk elő, melyeken nagy áteresztőképességű, teljes genomra kiterjedő mérésekkel vizsgáljuk a tumorsejtek genomiális instabilitásának okait és következményeit. Elsősorban a rosszul működő DNS-javító folyamatok következtében, illetve kemoterápiás kezelések hatására fellépő mutagenezist kutatjuk.

Genetika a DT40 sejtvonalban

Kutatásunk nagymértékben támaszkodik a csirke DT40 sejtvonalból előállított génkiütött és egyéb mutáns sejtvonalakon végzett kísérletekre. A DT40 limfoblasztóma sejtvonal a gerinces sejtkultúra-rendszerek között kimagaslóan alkalmas a célzott génmódosítások előállítására. A DT40 sejtek alkalmazásának komoly hagyománya van a DNS-javítás területén, és a folyamatokban szerepet játszó fehérjék konzerváltsága miatt az eredmények az emberi sejtekben működő mechanizmusok megértéséhez teljes mértékben relevánsak. A gyorsan osztódó DT40 sejtek különösen jól alkalmazhatóak a sérült DNS replikációjának genetikai vizsgálatára. Megszekvenáltuk és jellemeztük a DT40 sejtvonal genomját, mely elérhető letöltés és BLAST keresések céljából: http://dt40.enzim.ttk.mta.hu

Genomi elemzések és módszerfejlesztés

Az újgenerációs DNS-szekvenálás lehetővé teszi a mutagenezis folyamatának genoszintű elemzését. Kutatásainkhoz genomszekvenálást használunk a DNS-javító folyamatok mutagenezisre gyakorolt befolyásának vizsgálatára. Ehhez teljes genomszekvencia-adatokon alapuló mutáció-detektálási módszereket is fejlesztünk bioinformatikai csoportokkal együttműködve.

Fontosabb publikációk

Póti Á, Berta K, Xiao Y, Pipek O, Klus GT, Ried T, Csabai I, Wilcoxen K, Mikule K, Szallasi Z, Szüts D. (2018). Long-term treatment with the PARP inhibitor niraparib does not increase the mutation load in cell line models and tumour xenografts. Br J Cancer, in press.

Gervai JZ, Gálicza J, Szeltner Z, Zámborszky J, Szüts D. (2017). A genetic study based on PCNA-ubiquitin fusions reveals no requirement for PCNA polyubiquitylation in DNA damage tolerance. DNA Repair (Amst). 54, 46-54.

Zámborszky J, Szikriszt B, Gervai J, Pipek O, Póti Á, Ribli D, Krzystanek M, Szalai-Gindl JM, Swanton C, Szallasi Z, Csabai I, Richardson AL, Szüts D. (2017). Loss of BRCA1 or BRCA2 markedly increases the rate of base substitution mutagenesis and has distinct effects on genomic deletions. Oncogene 36, 746-755.

Szikriszt B, Póti Á, Pipek O, Krzystanek M, Kanu N, Molnár J, Ribli D, Szeltner Z, Tusnády GE, Csabai I, Szállási Z, Swanton C, Szüts D. (2016). A comprehensive curvey of the mutagenic impact of common cancer cytotoxics. Genome Biol. 17, 99.

Molnár J, Póti A, Pipek O, Krzystanek M, Kanu N, Swanton C, Tusnády GE, Szállási Z, Csabai I, Szüts D. (2014). The genome of the chicken DT40 bursal lymphoma cell line. G3 (Bethesda) 4, 2231-2240.

Varga A, Marcus AP, Himoto M, Iwai S, Szüts D. (2012). Analysis of CPD ultraviolet lesion bypass in chicken DT40 cells: Polymerase η and PCNA ubiquitylation play identical roles. PLoS One 7, e52472.

Vezető

Szüts Dávid

Munkatársak