Replication Stress Induced by the Ribonucleotide Inhibitors Guanazole, Triapine, and Gemcitabine in Fission Yeast

Abstract

من الممكن أن يتم إجهاد عملية تضاعف الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين (الدنا أوDNA) بواسطة عوامل داخلية أو خارجية مختلفة والتي تسبب اضطراب في حركة شوك تضاعف الحمض النووي. للتغلب على الإجهاد، تقوم الخلايا حقيقية النواة بتفعيل نقطة تفتيش تضاعف الحمض النووي لتسيير عدة مسارات لحماية الشوك، والحفاظ على سلامة الجينوم، وتعزيز بقاء الخلية. تؤدي العيوب الموجودة في نقطة تفتيش تضاعف الحمض النووي إلى انهيار الشوك، مما يؤدي إلى تلف الحمض النووي الصبغي أو موت الخلايا. على الرغم من أن نقطة التفتيش ضرورية لسلامة الجينوم في جميع حقيقيات النوى، إلا أن الآليات الأساسية لا تزال بحاجة إلى فهم كامل. لدراسة آليات عمل تضاعف الحمض النووي، تم استخدام هيدروكسي يوريا، وهو مثبط لإنزيم مختزل الريبونوكليوتيد (RNR)، على نطاق واسع في المختبرات كمحفز لإجهاد تضاعف الحمض النووي. يقوم الهيدروكسي يوريا باستنفاد تجمّعات الحمض النووي الريبوزي منقوص الاكسجين ثلاثي الفوسفات، ويبطئ حركة انزيم بوليمريز الدنا في شوك تضاعف الحمض النووي، وبالتالي ينشّط نقطة تفتيش تضاعف الحمض النووي في الخمائر وفي خلايا الانسان. ولكن لسوء الحظ، يستهدف هيدروكسي يوريا أيضاً مكونات خلوية أخرى، مما قد يعقّد الدراسات ويؤدي إلى وصف غير واضح لآلية عمل نقاط التفتيش. الغرض من هذه الدراسة هو العثور على مثبط لإنزيم مختزل الريبونوكليوتيد قادر على إجهاد عملية تضاعف الحمض النووي بشكل أدق من الهيدروكسي يوريا في خميرة الانشطار (Schizosaccharomyces pombe). في هذا البحث، قمنا باختبار ثلاث مثبطات لإنزيم مختزل الريبونوكليوتيد وهم: جوانازول، تريابين، وجيمسيتابين تحت العديد من الظروف التجريبية التي تستخدم عادة في المختبرات لدراسات نقاط التفتيش. وجدنا أنه من بين الأدوية الثلاثة، ينتج كل من الجوانازول والتريابين إجهاداً على تضاعف الحمض النووي بشكل أكثر تحديداً من الهيدروكسي يوريا تحت الظروف التجريبية المزمنة. ومع ذلك، فإن الجوانازول والتريابين يسببان ضغوطًا خلوية أخرى أكثر من الهيدروكسي يوريا تحت الظروف التجريبية الحادة. فلذلك، فإن استخدام الجوانازول أو التريابين في الاختبارات المزمنة والهيدروكسي يوريا في الاختبارات الحادة يمكن أن ينتج إجهادًا دقيقاً على عملية تضاعف الحمض النووي في ظل ظروف تجريبية مختلفة، وبالتالي يفيد دراسات نقاط التفتيش في خميرة الانشطار وربما في أنظمة نموذجية أخرى.