Detection, characterization and measure of a new radiation-induced damage in isolated and cellular DNA
Détection, caractérisation et mesure d'un nouveau dommage radio-induit de l'ADN isolé et cellulaire
Résumé
Deoxyribonucleic acid (DNA) contains the genetic information and chemical injury to this macromolecule may have severe biological consequences. We report here the detection of 4 new radiation-induced DNA lesions by using a high-performance liquid chromatography coupled to tandem mass spectrometry (HPLC-MS/MS) approach. For that purpose, the characteristic fragmentation of most 2'-deoxyribonucleosides, the loss of 116 Da corresponding to the loss of the 2-deoxyribose moiety, was used in the so-called neutral loss mode of the HPLC-MS/MS. One of the newly detected lesions, named dCyd341 because it is a 2'-deoxycytidine modification exhibiting a molecular weight of 341 Da, was also detected in cellular DNA. Characterization of this modified nucleoside was performed using NMR and exact mass determination of the product obtained by chemical synthesis. A mechanism of formation was then proposed, in which the first event is the H-abstraction at the C4 position of a 2-deoxyribose moiety. Then, the sugar modification produced exhibits a reactive aldehyde that, through reaction with a vicinal cytosine base, gives rise to dCyd341. dCyd341 could be considered as a complex damage since its formation involves a DNA strand break and a cross-link between a damaged sugar residue and a vicinal cytosine base located most probably on the complementary DNA strand. In addition to its characterization, preliminary biological studies revealed that cells are able to remove the lesion from DNA.
Repair studies have revealed the ability of cells to excise the lesion. Identification of the repair systems involved could represent an interesting challenge.
Repair studies have revealed the ability of cells to excise the lesion. Identification of the repair systems involved could represent an interesting challenge.
L'acide désoxyribonucléique (ADN) est porteur de l'information génétique et les conséquences biologiques des lésions survenant sur cette molécule peuvent être importantes. Nous avons utilisé la chromatographie liquide haute performance couplée à la spectrométrie de masse en mode tandem (CLHP/SM-SM) pour mettre en évidence la formation de nouvelles lésions radio-induites de l'ADN. L'analyse par CLHP/SM-SM en mode « perte de neutre » utilise la perte de 116 unités de masse, spécifique de la fragmentation de la majorité des nucléosides. Ainsi, 4 nouvelles lésions radio-induites, dont la quantité formée est proportionnelle à la dose d'irradiation, ont été détectées dans l'ADN isolé. L'une d'elles, la dCyd341 est de plus formée dans l'ADN cellulaire. Il s'agit d'une modification de la 2'-désoxycytidine (dCyd) ayant un poids moléculaire de 341 uma. La synthèse chimique de ce nucléoside modifié nous a permis de le caractériser par résonance magnétique nucléaire (RMN) et de déterminer sa masse exacte. Un mécanisme de formation a été proposé, dans lequel l'évènement initiateur est l'arrachement de l'atome d'hydrogène en position 4 du 2-désoxyribose (dR) génèrant un intermédiaire aldéhydique capable de réagir sur une cytosine voisine. La dCyd341 peut être considérée comme un dommage complexe, sa formation impliquant une cassure de la chaîne d'ADN et un pontage entre un produit de modification du dR et une dCyd voisine. En plus de sa caractérisation, de premières études biologiques portant sur la réparation de la dCyd341 ont révélé que la lésion est excisée de l'ADN avec une certaine efficacité.
Loading...