Single stranded-DNA detection: the role of Wip1 in ATR-dependent pathway

Obszary pojedynczonciowego DNA (ssDNA) powstaja w komórkachw wyniku ekspozycji na stres na przykład- promieniowanie UVC-lub podczas naprawy podwójnoniciowych pekniec DNA. ATR (ataxia telangiectasia mutated and Rad3-related) jest odpowiedzialne za wykrywanie ssDNA. Niedawno wykazano kluczowa role fosfatazy Wip1, która inaktywuje główne elementy szlaków odpowiedzi na uszkodzenia DNA. Opracowalismy matematyczny model sciezki ATR i połaczylismygo z modelem szlaku supresora nowotworowego p53, odpowiadajacego za aktywacje genów zaangazowanych w reakcje komórki na uszkodzenie materiału genetycznego (naprawe DNA/apoptoze). Co wiecej, dodalismy fosfataze Wip1, jako główny czynnik odpowiedzialny za wyłaczenie sciezek sygnałowych uruchamianych w ramach reakcji na uszkodzenie. Uzyskane wyniki pokazuja, ze dzieki prawidłowo dobranej dawce UVC i wyciszeniu lub zablokowaniu aktywnosci Wip1, mozliwe jest skierowanie komórek nowotworowych na szlak apoptotyczny

Single-stranded DNA (ssDNA) areas arise in cells as a result of exposure to stress agents - like UVC - or during repair of DNA double-strand breaks. ATR(ataxia telangiectasia mutated and Rad3-related) is responsible for detecting ssDNA. Recently, it has been shown that one of the most important components of cellular response to the damage is Wip1 phosphatase, which inactivates main elements of DNA damage response (DDR) pathways. We developed a mathematical model of ATR detector system, connected to p53 tumor suppressor responsible for activation of genes involved in cellular response to the damage (DNA repair/apoptosis). Moreover, we added Wip1 phosphatase, as a main agent responsible for turning o DDR. Our results show that the apoptotic threshold, where more than half of cells die, is equal to 20 J/m2. The threshold shifts when activity of the specied proteins involved in the pathway is blocked or reduced. Moreover with accurate dose of UVC and silenced or blocked Wip1, it may be possible to drive cancer cells to apoptotic pathway.