相同組換えにおけるSIRT1の役割

クラス III ヒストン脱アセチル化酵素 (HDAC) SIRT1 は、生物の代謝、老化、発がんに役割を果たし、細胞の老化とアポトーシスを制御します。最近の報告では、SIRT1 がいくつかの DNA 二本鎖切断 (DSB) 修復タンパク質も脱アセチル化することが明らかになりました。しかし、DNA修復におけるその正確な機能は依然として解明されていませんでした。核病巣分析と蛍光に基づく染色体 DSB 修復レポーターを使用して、SIRT1 活性がヒト細胞における相同組換え (HR) を促進することを発見しました。重要なのは、この効果は、別の NAD(+) 異化タンパク質であるポリ (ADP リボース) ポリメラーゼ 1 (PARP1) の機能とは無関係であり、細胞周期の変化やアポトーシスとは相関しないことです。興味深いことに、我々は、Rad51 を不活化しても HR に対する SIRT1 の影響が排除されないことを示しています。異なるSIRT1標的タンパク質のノックダウンおよび変異細胞の使用によるエピスタシス様の分析により、我々は、非相同末端結合（NHEJ）因子Ku70およびナイメーヘン破壊症候群タンパク質（ニブリン）がこのSIRT1には必要ないことを示す。たとえニブリンの部分的な寄与を除外することはできないとしても、媒介効果。しかし、驚くべきことに、変異型では早期老化とがんを引き起こし、Rad51非依存性一本鎖アニーリング（SSA）DSB修復経路に関連するウェルナーヘリカーゼ（WRN）が、SIRT1媒介性HRに必要である。これらの結果は、SIRT1 の機能と HR を結び付け、老化や腫瘍形成時のゲノムの安定性に影響を与える可能性があることを示す最初の証拠を提供します。

The class III histone deacetylase (HDAC) SIRT1 plays a role in the metabolism, aging, and carcinogenesis of organisms and regulates senescence and apoptosis in cells. Recent reports revealed that SIRT1 also deacetylates several DNA double-strand break (DSB) repair proteins. However, its exact functions in DNA repair remained elusive. Using nuclear foci analysis and fluorescence-based, chromosomal DSB repair reporter, we find that SIRT1 activity promotes homologous recombination (HR) in human cells. Importantly, this effect is unrelated to functions of poly(ADP-ribose) polymerase 1 (PARP1), another NAD(+)-catabolic protein, and does not correlate with cell cycle changes or apoptosis. Interestingly, we demonstrate that inactivation of Rad51 does not eliminate the effect of SIRT1 on HR. By epistasis-like analysis through knockdown and use of mutant cells of distinct SIRT1 target proteins, we show that the non-homologous end joining (NHEJ) factor Ku70 as well as the Nijmegen Breakage Syndrome protein (nibrin) are not needed for this SIRT1-mediated effect, even though a partial contribution of nibrin cannot be excluded. Strikingly however, the Werner helicase (WRN), which in its mutated form causes premature aging and cancer and which was linked to the Rad51-independent single-strand annealing (SSA) DSB repair pathway, is required for SIRT1-mediated HR. These results provide first evidence that links SIRT1's functions to HR with possible implications for genomic stability during aging and tumorigenesis.