Inibizione della metilazione del DNA da parte di agenti cancerogeni chimici in vitro

• Le strategie sperimentali di selezione in vitro progettate per testare la validità dell ‘”ipotesi del mondo dell’RNA” hanno mostrato una gamma catalitica molto più ampia per l’RNA (e gli acidi nucleici in generale) rispetto ai ribozimi naturali.
• Volevamo indagare se le reazioni fotochimiche potessero essere catalizzate dagli enzimi dell’acido nucleico. Sono stati effettuati esperimenti di selezione in vitro per ottenere deossiribozimi “fotoliasi” in grado di fotorevertire   i dimeri  di ciclobutano timina  in presenza del cofattore serotonina.
• Durante la selezione in vitro dalla   timina  –  un dimero   contenente una libreria di DNA casuale irradiata con una luce > 300 nm, sono comparsi due pool di molecole di nuclei catalitici – uno che richiedeva serotonina per l’attività e l’altro, sorprendentemente, no. La caratterizzazione  dei cloni indipendenti dalla serotonina ha mostrato che la lunghezza d’onda ottimale per la loro attività di riparazione (circa 1400 volte) è di circa 300 nm, in particolare spostata verso il rosso dal massimo assorbimento del solo DNA.

Una vasta gamma di agenti cancerogeni chimici finali ha inibito il trasferimento di gruppi metilici dalla S-adenosilmetionina al DNA emimetilato in una reazione catalizzata dalla metiltransferasi della milza di topo.

1. La formazione di siti labili alcalini nel DNA ha ridotto la sua capacità di accettare gruppi metilici in vitro, ma la reazione di metilazione era molto meno sensibile ai  dimeri  di timina    o alle rotture del doppio filamento  . Gli agenti cancerogeni hanno indotto la formazione di danno al DNA labile alcalino, ma il grado osservato di inibizione della metiltransferasi era superiore a quello previsto per questo danno da solo.
2. Alcuni agenti cancerogeni sono stati anche in grado di modificare e inattivare direttamente l’enzima metiltransferasi. Il trattamento con benzo(a)pirene su cellule BALB / 3T3 A31 vive dal   clone   1-13, ma non con cellule C3H / 10T1 / 2   clone   8, ha comportato una diminuzione del 12% del contenuto totale di 5-metilcitosina nel DNA cellulare .

Pertanto, gli agenti cancerogeni possono causare alterazioni ereditarie nei modelli di 5-metilcitosina in alcuni tipi di cellule mediante una varietà di meccanismi tra cui la formazione di addotti, l’induzione di siti apurina e le rotture di un singolo filamento e l’inattivazione diretta della DNA metiltransferasi.