Role of Naa40 in DNA Double-Strand Break Repair

Abstract

The signal transduction in DNA damage response (DDR) is mainly regulated by several post-translational modifications (PTMs) of histones and DNA repair proteins, such as phosphorylation, acetylation, and ubiquitination. Recently, Naa40, one of N-terminal acetyltransferase (NATs) family that transfers acetyl group derived from acetyl-CoA to first amino acid of target protein, is known to N-terminally acetylate histone H4 and H2A. However, the function of Naa40 for DDR remains unknown. In the present thesis, I show that Naa40 is required for double-strand DNA break (DSB) repair induced by ionizing radiation (IR). Unlike other proteins of the NATs family, Naa40 is localized in both of nucleus and cytoplasm, and is recruited to DNA damage site with -H2AX and DNA repair proteins in response to IR. In addition, knockdown of Naa40 interferes with the maintenance of ATM’s autophosphorylation at Ser-1981. Furthermore, the N-terminal acetyltransferase activity of Naa40 is crucial for DSB repair. Taken together, our results indicate that Naa40 plays an important role in DDR and that N-terminal acetylation can act as a new regulator for the DSB repair system.;DNA 손상 반응 (DDR) 의 신호전달은 주로 인산화, 아세틸화, 유비퀴틴화 등과 같은 히스톤 및 DNA 복구 단백질의 후성유전학적 변형을 통하여 조절된다. 특히 DDR에서 히스톤의 라이신 잔기의 아세틸화는 연구가 활발히 진행되었지만, N 말단의 아세틸화에 대해서는 밝혀진 바 없다. Naa40은 Acetyl-CoA에서 유래한 아세틸기를 표적 단백질의 N 말단에 전달하는 N-terminal acetyltransferase (NAT) 계열 중 하나로서, 히스톤 H4와 H2A를 표적으로 한다. 본 논문에서는 Naa40이 이중 가닥 손상(DSB) 복구 과정에서 중요한 역할을 한다는 것을 다루고 있다. 이를 뒷받침하는 근거로서, Naa40이 결핍된 세포는 DNA 손상에 대한 생존력과 DSB 복구 활동이 저하되며 Comet assay에 의한 tail moment가 증가함을 확인하였다. 또한, Naa40 다른 NAT 계열과는 다르게 세포질보다 핵에 많이 존재하며, DSB 복구 과정에 관여하는 단백질들과 상호작용함을 확인하였다. 추가적으로, DNA 손상 복구 과정에서 Naa40이 γ-H2AX foci와 colocalization 하며 ATM의 자가 인산화 수준을 유지함을 확인하였으며, 이러한 DSB를 조절하는 기능은 NAT activity에 의존적인 기능임을 확인하였다. 따라서 필자는 본 논문을 통하여 N-terminal acetyltransferase인 Naa40가 NAT activity을 통하여 DSB 복구를 조절한다는 새로운 기능을 밝히는 바이다.