Untersuchung der Regulation und Aktivität der DNA-Doppelstrangbruchreparatur in humanen B-Lymphozyten

Während der T-Zell-abhängigen Immunantwort bilden die aktivierten
B-Lymphozyten das Keimzentrum, in dem Klassenwechselrekombination
und somatische Hypermutation stattfinden. Der Mechanismus dieser
Prozesse ist besonders im Falle der somatischen Hypermutation noch
weitgehend unbekannt. Als essentieller Faktor konnte bisher die
Aktivierungsinduzierte Cytidindeaminase AID identifiziert werden,
die über Läsionen Mutationen und eventuell auch
DNA-Doppelstrangbrüche in die DNA einführen kann. Da DNA-Brüche für
die Zelle potentiell gefährlich sind, ist eine sehr stringente
Regulation der DNA-Reparatur besonders in B-Zellen notwendig, denn
eine fehlgeleitete Reparatur in B-Zellen kann zur Tumorentstehung
beitragen. Prinzipiell haben die Zellen zwei Möglichkeiten
DNA-Doppelstrangbrüche zu reparieren: die nicht homologen
Endverknüpfung und die homologe Rekombination. Letztere unterteilt
sich in die fehlerfreie konservative und die potentiell aberrante
nicht konservative Rekombination. In dieser Arbeit wurde die
Regulation und Aktivität der Doppelstrangbruchreparatur, im
Besonderen der homologen Rekombination, in B-Zellen untersucht.
Diese Analysen sollten Aufschluss über eine mögliche Beteiligung
dieses Prozesses an der somatischen Hypermutation geben und
ergründen, wie B-Zellen auf die AID-abhängigen DNA-Läsionen
reagieren. Eine Analyse der Expression von
Doppelstrangbruchreparaturfaktoren in primären B-Zellen und
B-Lymphomzelllinien ergab eine erhöhte Expression dieser Faktoren
in Keimzentrums-B-Zellen, die unter Anderem auf eine
proliferationsgekoppelten Regulation der Reparaturgene
zurückzuführen ist. Auffällig war besonders die differentielle
Expression des Rekombinationsfaktors Rad51 in den Zelllinien. Die
Bestimmung der Aktivität der homologen Rekombination in diesen
Zellen mit Hilfe eines extrachromosomalen Reporters, der auf zwei
hintereinander liegenden nicht funktionellen GFP-Genen basiert,
zeigte eine Hyperrekombinationsaktivität für einige Zelllinien. In
einem Tetracyclin regulierbaren System konnte
transkriptionsgekoppelte Hyperrekombination gezeigt werden, die mit
AID-Expressionsmengen korreliert. Es handelt sich dabei um fast
ausschließlich nicht konservative Rekombination. Eine Nutzung der
konservativen Rekombination konnte mit Rad51-Expressionsmengen
korreliert werden. Eine Überexpression von AID bewirkte eine
Erhöhung der Rekombinations- und der Hypermutationsaktivität.
Folglich führt AID wahrscheinlich eine erhöhte Anzahl von Brüchen
in die DNA ein, während Rad51 Einfluss auf die Wahl des
Rekombinationsweges nehmen kann. In den reparierten GFP-Genen
konnten keine Mutationen gefunden werden. Somit ist die
Rekombinationsaktivität wohl eher eine Folge der AID-induzierten
Brüche, als ein an der somatischen Hypermutation direkt beteiligter
Weg. Die präferentielle Nutzung nicht konservativer Rekombination
in den B-Lymphomzelllinien weist auf mögliche Folgen oder auch
Ursachen der Lymphomentstehung hin oder ist eine von den
Keimzentrumsprozessen geforderte physiologische Bedingung in
Keimzentrums-B-Zellen, um einen Beitrag zur
Antikörper-Diversifizieung zu leisten. Diese Fragen könnten durch
weitere Untersuchungen geklärt werden, die die Rolle von AID in der
Induktion der Rekombination betreffen und den Einfluss von Rad51
auf die Rekombinationswege.