El gen MSH6 o homólogo 6 de mutS es un gen que codifica la proteína de reparación de desajustes de ADN Msh6 en la levadura en ciernes Saccharomyces cerevisiae . Es el homólogo de la "proteína de unión a G/T" humana (GTBP), también llamada p160 o hMSH6 (MSH6 humana). La proteína MSH6 es un miembro de la familia de proteínas Mutator S (MutS) que participan en la reparación de daños en el ADN.
El gen MSH6 se identificó por primera vez en la levadura S. cerevisiae debido a su homología con el gen MSH2. La identificación del gen GTBP humano y la posterior disponibilidad de la secuencia de aminoácidos mostraron que el gen MSH6 de levadura y el GTBP humano estaban más relacionados entre sí que cualquier otro homólogo de MutS, con una identidad de aminoácidos del 26,6 %. [5] Por lo tanto, el GTBP adoptó el nombre de MSH6 humano o hMSH6.
Estructura
En el genoma humano, la hMSH6 se encuentra en el cromosoma 2. Contiene el motivo de unión del nucleótido de adenina Walker-A/B, que es la secuencia más conservada que se encuentra en todos los homólogos de MutS. [6] Al igual que otros homólogos de MutS, la hMSH6 tiene una actividad ATPasa intrínseca. Funciona exclusivamente cuando se une a la hMSH2 como un heterodímero, aunque la hMSH2 en sí puede funcionar como un homomultímero o como un heterodímero con la hMSH3. [7]
Función
Importancia de la reparación de desajustes
Los desajustes ocurren comúnmente como resultado de errores de replicación de ADN, recombinación genética u otros factores químicos y físicos. [8] Reconocer esos desajustes y repararlos es extremadamente importante para las células, porque no hacerlo da como resultado inestabilidad de microsatélites, una tasa elevada de mutación espontánea (fenotipo mutador) y susceptibilidad al HNPCC. [6] [9]
hMSH6 se combina con hMSH2 para formar el complejo proteico activo, hMutS alfa, también llamado hMSH2-hMSH6.
Reconocimiento de desajustes
El reconocimiento de los desajustes por parte de este complejo está regulado por la transformación de ADP a ATP, lo que proporciona evidencia de que el complejo hMutS alfa funciona como un interruptor molecular. [10] En el ADN normal, la adenina (A) se une con la timina (T) y la citosina (C) se une con la guanina (G). A veces habrá un desajuste en el que la T se unirá con la G, lo que se denomina desajuste G/T. Cuando se reconoce un desajuste G/T, el complejo hMutS alfa se une e intercambia ADP por ATP. [9] El intercambio de ADP-->ATP provoca un cambio conformacional para convertir a hMutS alfa en una abrazadera deslizante que puede difundirse a lo largo de la cadena principal del ADN. [9] El ATP induce una liberación del complejo del ADN y permite que hMutS alfa se disocie a lo largo del ADN como una abrazadera deslizante. Esta transformación ayuda a desencadenar eventos posteriores para reparar el ADN dañado. [9]
Cáncer
Aunque las mutaciones en hMSH2 causan un fuerte fenotipo mutador general, las mutaciones en hMSH6 causan solo un fenotipo mutador modesto. [5] A nivel genético, se encontró que las mutaciones causaban principalmente mutaciones de sustitución de una sola base, lo que sugiere que el papel de hMSH6 es principalmente corregir mutaciones de sustitución de una sola base y, en menor medida, mutaciones de inserción/deleción de una sola base. [5]
Las mutaciones en el gen hMSH6 hacen que la proteína no sea funcional o solo esté parcialmente activa, lo que reduce su capacidad para reparar errores en el ADN. La pérdida de la función de MSH6 produce inestabilidad en las repeticiones de mononucleótidos. [5] El HNPCC es causado más comúnmente por mutaciones en hMSH2 y hMLH1, pero las mutaciones en hMSH6 están vinculadas a una forma atípica de HNPCC. [11] La penetración del cáncer colorrectal parece ser menor en estas mutaciones, lo que significa que una baja proporción de portadores de la mutación hMSH6 presentan la enfermedad. El cáncer de endometrio, por otro lado, parece ser una manifestación clínica más importante para las mujeres portadoras de la mutación. La aparición del cáncer de endometrio y también del cáncer de colon en familias con mutaciones hMSH6 es de alrededor de 50 años. Esto se retrasa en comparación con la aparición de los tumores relacionados con hMSH2 a los 44 años. [11]
Uno de estos microARN, miR21 , está regulado por el estado de metilación epigenética de las islas CpG en una u otra de sus dos regiones promotoras . [14] La hipometilación de su región promotora está asociada con una mayor expresión de un miARN. [15] La alta expresión de un microARN causa la represión de sus genes diana (véase silenciamiento de genes por microARN ). En el 66% al 90% de los cánceres de colon, miR-21 estaba sobreexpresado, [12] y, en general, el nivel medido de hMSH2 estaba disminuido (y hMSH6 es inestable sin hMSH2 [13] ).
El otro microARN, miR-155 , está regulado tanto por la metilación epigenética de las islas CpG en su región promotora [16] como por la acetilación epigenética de las histonas H2A y H3 en el promotor de miR-155 (donde la acetilación aumenta la transcripción). [17] Medido por dos métodos diferentes, miR-155 se sobreexpresó en cánceres colorrectales esporádicos en un 22% o un 50%. [13] Cuando miR-155 estaba elevado, hMSH2 se subexpresó en un 44% a 67% de los mismos tejidos (y es probable que hMSH6 también se subexprese y también sea inestable en ausencia de hMSH2). [13]
Interacciones
Se ha demostrado que MSH6 interactúa con MSH2 , [18] [19] [20] [21] [22] PCNA [23] [24] [25] y BRCA1 . [18] [26]
Síndrome de Lynch : enfermedad genética autosómica dominante asociada a un alto riesgo de cáncer de colonPáginas que muestran descripciones breves de los objetivos de redireccionamiento
Referencias
^ abc GRCh38: Lanzamiento de Ensembl 89: ENSG00000116062 – Ensembl , mayo de 2017
^ abc GRCm38: Lanzamiento de Ensembl 89: ENSMUSG00000005370 – Ensembl , mayo de 2017
^ "Referencia de PubMed humana:". Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
^ "Referencia de PubMed sobre ratón". Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
^ abcd Marsischky GT, et al. (1996). "Redundancia de Saccharomyces cerevisiae MSH3 y MSH6 en la reparación de errores de emparejamiento dependiente de MSH2". Genes Dev . 10 (4): 407–20. doi : 10.1101/gad.10.4.407 . PMID 8600025.
^ ab Fishel R, Kolodner RD (1995). "Identificación de genes de reparación de desajustes y su papel en el desarrollo del cáncer". Current Opinion in Genetics & Development . 5 (3): 382–95. doi :10.1016/0959-437X(95)80055-7. PMID 7549435.
^ Acharya S, et al. (1996). "hMSH2 forma complejos de unión de pares erróneos específicos con hMSH3 y hMSH6". PNAS . 93 (24): 13629–34. Bibcode :1996PNAS...9313629A. doi : 10.1073/pnas.93.24.13629 . PMC 19374 . PMID 8942985.
^ Friedberg EC, Walker GC, Siede W. (1995). Reparación y mutagénesis del ADN. Sociedad Americana de Microbiología, Washington DC.
^ abcd Gradia S, et al. (1999). "hMSH2-hMSH6 forma una abrazadera deslizante independiente de la hidrólisis en el ADN no coincidente". Molecular Cell . 3 (2): 255–61. doi : 10.1016/S1097-2765(00)80316-0 . PMID 10078208.
^ Gradia S, Acharya S, Fishel R (1997). "El complejo de reconocimiento de desajustes humanos hMSH2-hMSH6 funciona como un nuevo interruptor molecular". Cell . 91 (7): 995–1005. doi : 10.1016/S0092-8674(00)80490-0 . PMID 9428522. S2CID 3551402.
^ ab Wagner A, et al. (2001). "HNPCC atípico debido a mutaciones de la línea germinal MSH6: análisis de un gran pedigrí holandés". J. Med. Genet . 38 (5): 318–22. doi :10.1136/jmg.38.5.318. PMC 1734864 . PMID 11333868.
^ ab Valeri N, Gasparini P, Braconi C, Paone A, Lovat F, Fabbri M, Sumani KM, Alder H, Amadori D, Patel T, Nuovo GJ, Fishel R, Croce CM (2010). "El microARN-21 induce resistencia al 5-fluorouracilo mediante la regulación negativa del homólogo 2 de MutS del ADN humano (hMSH2)". Proc. Natl. Sci. EE. UU . . 107 (49): 21098–103. Bibcode :2010PNAS..10721098V. doi : 10.1073/pnas.1015541107 . PMC 3000294 . PMID 21078976.
^ abcd Valeri N, Gasparini P, Fabbri M, Braconi C, Veronese A, Lovat F, Adair B, Vannini I, Fanini F, Bottoni A, Costinean S, Sandhu SK, Nuovo GJ, Alder H, Gafa R, Calore F, Ferracin M, Lanza G, Volinia S, Negrini M, McIlhatton MA, Amadori D, Fishel R, Croce CM (2010). "Modulación de la reparación de desajustes y estabilidad genómica por miR-155". Proc. Nacional. Acad. Ciencia. EE.UU . 107 (15): 6982–7. Código Bib : 2010PNAS..107.6982V. doi : 10.1073/pnas.1002472107 . PMC 2872463 . Número de modelo: PMID20351277.
^ Baer C, Claus R, Plass C (2013). "Regulación epigenética de miRNA en cáncer a nivel de genoma". Cancer Res . 73 (2): 473–7. doi : 10.1158/0008-5472.CAN-12-3731 . PMID 23316035.
^ Aure MR, Leivonen SK, Fleischer T, Zhu Q, Overgaard J, Alsner J, Tramm T, Louhimo R, Alnæs GI, Perälä M, Busato F, Touleimat N, Tost J, Børresen-Dale AL, Hautaniemi S, Troyanskaya OG , Lingjærde OC, Sahlberg KK, Kristensen VN (2013). "Efectos individuales y combinados de la metilación del ADN y las alteraciones del número de copias sobre la expresión de miARN en tumores de mama". Genoma Biol . 14 (11): R126. doi : 10.1186/gb-2013-14-11-r126 . PMC 4053776 . PMID 24257477.
^ Krzeminski P, Sarasquete ME, Misiewicz-Krzeminska I, Corral R, Corchete LA, Martín AA, García-Sanz R, San Miguel JF, Gutiérrez NC (2015). "Conocimientos sobre la regulación epigenética de la expresión del microARN-155 en el mieloma múltiple". Biochim. Biofísica. Acta . 1849 (3): 353–66. doi :10.1016/j.bbagrm.2014.12.002. PMID 25497370.
^ Chang S, Wang RH, Akagi K, Kim KA, Martin BK, Cavallone L, Haines DC, Basik M, Mai P, Poggi E, Isaacs C, Looi LM, Mun KS, Greene MH, Byers SW, Teo SH, Deng CX, Sharan SK (2011). "El supresor tumoral BRCA1 controla epigenéticamente el microARN-155 oncogénico". Nat. Med . 17 (10): 1275–82. doi :10.1038/nm.2459. PMC 3501198. PMID 21946536 .
^ ab Wang Y, Cortez D, Yazdi P, Neff N, Elledge SJ, Qin J (abril de 2000). "BASC, un supercomplejo de proteínas asociadas a BRCA1 implicadas en el reconocimiento y reparación de estructuras de ADN aberrantes". Genes & Development . 14 (8): 927–39. doi :10.1101/gad.14.8.927. PMC 316544 . PMID 10783165.
^ Wang Y, Qin J (diciembre de 2003). "MSH2 y ATR forman un módulo de señalización y regulan dos ramas de la respuesta al daño a la metilación del ADN". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 100 (26): 15387–92. Bibcode :2003PNAS..10015387W. doi : 10.1073/pnas.2536810100 . PMC 307577 . PMID 14657349.
^ Guerrette S, Wilson T, Gradia S, Fishel R (noviembre de 1998). "Interacciones de hMSH2 humana con hMSH3 y hMSH2 con hMSH6: examen de mutaciones encontradas en cáncer colorrectal hereditario no asociado a poliposis". Biología molecular y celular . 18 (11): 6616–23. doi :10.1128/mcb.18.11.6616. PMC 109246 . PMID 9774676.
^ Bocker T, Barusevicius A, Snowden T, Rasio D, Guerrette S, Robbins D, Schmidt C, Burczak J, Croce CM, Copeland T, Kovatich AJ, Fishel R (febrero de 1999). "hMSH5: un homólogo de MutS humano que forma un nuevo heterodímero con hMSH4 y se expresa durante la espermatogénesis". Cancer Research . 59 (4): 816–22. PMID 10029069.
^ Acharya S, Wilson T, Gradia S, Kane MF, Guerrette S, Marsischky GT, Kolodner R, Fishel R (noviembre de 1996). "hMSH2 forma complejos específicos de unión por pares erróneos con hMSH3 y hMSH6". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 93 (24): 13629–34. Bibcode :1996PNAS...9313629A. doi : 10.1073/pnas.93.24.13629 . PMC 19374 . PMID 8942985.
^ Kleczkowska HE, Marra G, Lettieri T, Jiricny J (marzo de 2001). "hMSH3 y hMSH6 interactúan con PCNA y se colocalizan con él en focos de replicación". Genes & Development . 15 (6): 724–36. doi :10.1101/gad.191201. PMC 312660 . PMID 11274057.
^ Clark AB, Valle F, Drotschmann K, Gary RK, Kunkel TA (noviembre de 2000). "Interacción funcional del antígeno nuclear de células proliferantes con complejos MSH2-MSH6 y MSH2-MSH3". The Journal of Biological Chemistry . 275 (47): 36498–501. doi : 10.1074/jbc.C000513200 . PMID 11005803.
^ Ohta S, Shiomi Y, Sugimoto K, Obuse C, Tsurimoto T (octubre de 2002). "Un enfoque proteómico para identificar proteínas de unión al antígeno nuclear de células proliferantes (PCNA) en lisados de células humanas. Identificación del complejo humano CHL12/RFCs2-5 como una nueva proteína de unión a PCNA". The Journal of Biological Chemistry . 277 (43): 40362–7. doi : 10.1074/jbc.M206194200 . PMID 12171929.
^ Wang Q, Zhang H, Guerrette S, Chen J, Mazurek A, Wilson T, Slupianek A, Skorski T, Fishel R, Greene MI (agosto de 2001). "El nucleótido de adenosina modula la interacción física entre hMSH2 y BRCA1". Oncogene . 20 (34): 4640–9. doi : 10.1038/sj.onc.1204625 . PMID 11498787.
Lectura adicional
Drummond JT, Li GM, Longley MJ, Modrich P (junio de 1995). "Aislamiento de un heterodímero hMSH2-p160 que restaura la reparación de errores de apareamiento del ADN en células tumorales". Science . 268 (5219): 1909–12. Bibcode :1995Sci...268.1909D. doi :10.1126/science.7604264. PMID 7604264.
Palombo F, Gallinari P, Iaccarino I, Lettieri T, Hughes M, D'Arrigo A, Truong O, Hsuan JJ, Jiricny J (junio de 1995). "GTBP, una proteína de 160 kilodalton esencial para la actividad de unión a desajustes en células humanas". Ciencia . 268 (5219): 1912–4. Código Bib : 1995 Ciencia... 268.1912P. doi : 10.1126/ciencia.7604265. PMID 7604265.
Papadopoulos N, Nicolaides NC, Liu B, Parsons R, Lengauer C, Palombo F, D'Arrigo A, Markowitz S, Willson JK, Kinzler KW (junio de 1995). "Mutaciones de GTBP en células genéticamente inestables". Science . 268 (5219): 1915–7. Bibcode :1995Sci...268.1915P. doi :10.1126/science.7604266. PMID 7604266.
Risinger JI, Umar A, Boyd J, Berchuck A, Kunkel TA, Barrett JC (septiembre de 1996). "Mutación de MSH3 en el cáncer de endometrio y evidencia de su papel funcional en la reparación del heterodúplex". Nature Genetics . 14 (1): 102–5. doi :10.1038/ng0996-102. PMID 8782829. S2CID 25456490.
Nicolaides NC, Palombo F, Kinzler KW, Vogelstein B, Jiricny J (febrero de 1996). "Clonación molecular del extremo N de GTBP". Genómica . 31 (3): 395–7. doi : 10.1006/geno.1996.0067 . PMID 8838326.
Acharya S, Wilson T, Gradia S, Kane MF, Guerrette S, Marsischky GT, Kolodner R, Fishel R (noviembre de 1996). "hMSH2 forma complejos específicos de unión por pares erróneos con hMSH3 y hMSH6". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 93 (24): 13629–34. Bibcode :1996PNAS...9313629A. doi : 10.1073/pnas.93.24.13629 . PMC 19374 . PMID 8942985.
Miyaki M, Konishi M, Tanaka K, Kikuchi-Yanoshita R, Muraoka M, Yasuno M, Igari T, Koike M, Chiba M, Mori T (noviembre de 1997). "Mutación de la línea germinal de MSH6 como causa de cáncer colorrectal hereditario no asociado a poliposis". Nature Genetics . 17 (3): 271–2. doi :10.1038/ng1197-271. PMID 9354786. S2CID 22473295.
Yin J, Kong D, Wang S, Zou TT, Souza RF, Smolinski KN, Lynch PM, Hamilton SR, Sugimura H, Powell SM, Young J, Abraham JM, Meltzer SJ (1998). "Mutación de los genes de reparación de desajustes hMSH3 y hMSH6 en carcinomas colorrectales y gástricos humanos genéticamente inestables". Human Mutation . 10 (6): 474–8. doi :10.1002/(SICI)1098-1004(1997)10:6<474::AID-HUMU9>3.0.CO;2-D. PMID 9401011. S2CID 2564806.
Gradia S, Acharya S, Fishel R (diciembre de 1997). "El complejo de reconocimiento de desajustes humanos hMSH2-hMSH6 funciona como un nuevo interruptor molecular". Cell . 91 (7): 995–1005. doi : 10.1016/S0092-8674(00)80490-0 . PMID 9428522. S2CID 3551402.
Shiwaku HO, Wakatsuki S, Mori Y, Fukushige S, Horii A (octubre de 1997). "Empalme alternativo de GTBP en tejidos humanos normales". Investigación del ADN . 4 (5): 359–62. doi : 10.1093/dnares/4.5.359 . PMID 9455487.
Wei Q, Guan Y, Cheng L, Radinsky R, Bar-Eli M, Tsan R, Li L, Legerski RJ (1998). "Expresión de cinco genes de reparación de desajustes humanos seleccionados detectados simultáneamente en líneas celulares normales y cancerosas mediante una reacción en cadena de polimerasa con transcripción inversa multiplexada no radiactiva". Pathobiology . 65 (6): 293–300. doi :10.1159/000164141. PMID 9491849.
Guerrette S, Wilson T, Gradia S, Fishel R (noviembre de 1998). "Interacciones de hMSH2 humana con hMSH3 y hMSH2 con hMSH6: examen de mutaciones encontradas en cáncer colorrectal hereditario no asociado a poliposis". Biología molecular y celular . 18 (11): 6616–23. doi :10.1128/mcb.18.11.6616. PMC 109246 . PMID 9774676.
Wang Q, Lasset C, Desseigne F, Saurin JC, Maugard C, Navarro C, Ruano E, Descos L, Trillet-Lenoir V, Bosset JF, Puisieux A (1999). "Prevalencia de mutaciones de la línea germinal de los genes hMLH1, hMSH2, hPMS1, hPMS2 y hMSH6 en 75 familias francesas con cáncer colorrectal no asociado a poliposis". Genética humana . 105 (1–2): 79–85. doi :10.1007/s004399900064. PMID 10480359.
Wijnen J, de Leeuw W, Vasen H, van der Klift H, Møller P, Stormorken A, Meijers-Heijboer H, Lindhout D, Menko F, Vossen S, Möslein G, Tops C, Bröcker-Vriends A, Wu Y, Hofstra R, Sijmons R, Cornelisse C, Morreau H, Fodde R (octubre de 1999). "Cáncer de endometrio familiar en mujeres portadoras de mutaciones de la línea germinal MSH6". Genética de la Naturaleza . 23 (2): 142–4. doi :10.1038/13773. PMID 10508506. S2CID 30251596.
Wu Y, Berends MJ, Mensink RG, Kempinga C, Sijmons RH, van Der Zee AG, Hollema H, Kleibeuker JH, Buys CH, Hofstra RM (noviembre de 1999). "Asociación de tumores hereditarios no relacionados con la poliposis relacionados con el cáncer colorrectal que muestran una baja inestabilidad de microsatélites con mutaciones de la línea germinal MSH6". American Journal of Human Genetics . 65 (5): 1291–8. doi :10.1086/302612. PMC 1288281 . PMID 10521294.
Kolodner RD, Tytell JD, Schmeits JL, Kane MF, Gupta RD, Weger J, Wahlberg S, Fox EA, Peel D, Ziogas A, Garber JE, Syngal S, Anton-Culver H, Li FP (octubre de 1999). "Mutaciones de msh6 en la línea germinal en familias con cáncer colorrectal". Cancer Research . 59 (20): 5068–74. PMID 10537275.
Wang Y, Cortez D, Yazdi P, Neff N, Elledge SJ, Qin J (abril de 2000). "BASC, un supercomplejo de proteínas asociadas a BRCA1 implicadas en el reconocimiento y reparación de estructuras de ADN aberrantes". Genes & Development . 14 (8): 927–39. doi :10.1101/gad.14.8.927. PMC 316544 . PMID 10783165.
Ceccotti S, Ciotta C, Fronza G, Dogliotti E, Bignami M (julio de 2000). "Las mutaciones múltiples y los cambios de marco de lectura son el sello distintivo de hPMS2 defectuoso en células tumorales humanas transfectadas con pZ189". Nucleic Acids Research . 28 (13): 2577–84. doi :10.1093/nar/28.13.2577. PMC 102707 . PMID 10871409.
Christmann M, Kaina B (noviembre de 2000). "Translocación nuclear de las proteínas de reparación de desajustes MSH2 y MSH6 como respuesta de las células a los agentes alquilantes". The Journal of Biological Chemistry . 275 (46): 36256–62. doi : 10.1074/jbc.M005377200 . PMID 10954713.
Clark AB, Valle F, Drotschmann K, Gary RK, Kunkel TA (noviembre de 2000). "Interacción funcional del antígeno nuclear de células proliferantes con complejos MSH2-MSH6 y MSH2-MSH3". The Journal of Biological Chemistry . 275 (47): 36498–501. doi : 10.1074/jbc.C000513200 . PMID 11005803.