stringtranslate.com

окисление ДНК

Окисление ДНК — это процесс окислительного повреждения дезоксирибонуклеиновой кислоты . Как подробно описано Берроузом и др., [1] 8-оксо-2'-дезоксигуанозин (8-oxo-dG) является наиболее распространенным окислительным повреждением, наблюдаемым в дуплексной ДНК, поскольку гуанин имеет более низкий потенциал одноэлектронного восстановления , чем другие нуклеозиды в ДНК. Потенциалы одноэлектронного восстановления нуклеозидов (в вольтах по сравнению с NHE ) составляют гуанин 1,29, аденин 1,42, цитозин 1,6 и тимин 1,7. Около 1 из 40 000 гуанинов в геноме присутствуют в виде 8-oxo-dG в нормальных условиях. Это означает, что в любой момент времени в геноме человеческой клетки может существовать >30 000 8-oxo-dG. Другим продуктом окисления ДНК является 8-oxo-dA. 8-oxo-dA встречается примерно в 1/10 раз реже, чем 8-oxo-dG. [2] Восстановительный потенциал гуанина может быть снижен на 50% в зависимости от конкретных соседних нуклеозидов, расположенных рядом с ним в ДНК.

Избыточное окисление ДНК связано с некоторыми заболеваниями и раком [3], в то время как нормальный уровень окисленных нуклеотидов, обусловленный нормальным уровнем ROS , может быть необходим для памяти и обучения. [4] [5]

Окисленные основания в ДНК

Когда ДНК подвергается окислительному повреждению, два наиболее распространенных повреждения изменяют гуанин на 8-гидроксигуанин или на 2,6-диамино-4-гидрокси-5-формамидопиримидин.

Более 20 окислительно поврежденных оснований ДНК были идентифицированы в 2003 году Куком и соавторами [6], и они перекрывают 12 окисленных оснований, о которых сообщил в 1992 году Диздароглу. [7] Два из наиболее часто окисляемых оснований, обнаруженных Диздароглу после ионизирующего излучения (вызывающего окислительный стресс), были двумя продуктами окисления гуанина, показанными на рисунке. Одним из этих продуктов был 8-OH-Gua (8-гидроксигуанин). (Статья 8-оксо-2'-дезоксигуанозин относится к тому же поврежденному основанию, поскольку кето-форма 8-оксо-Gua, описанная там, может подвергаться таутомерному сдвигу в енольную форму 8-OH-Gua, показанную здесь.) Другим продуктом был FapyGua (2,6-диамино-4-гидрокси-5-формамидопиримидин). Другим частым продуктом окисления был 5-OH-Hyd (5-гидроксигидантоин), полученный из цитозина.

Удаление окисленных оснований

Большинство окисленных оснований удаляются из ДНК ферментами, работающими в рамках пути репарации эксцизионных оснований. [6] Удаление окисленных оснований в ДНК происходит довольно быстро. Например, 8-oxo-dG увеличилось в 10 раз в печени мышей, подвергнутых ионизирующему излучению, но избыток 8-oxo-dG был удален с периодом полураспада 11 минут. [8]

Стабильные уровни повреждения ДНК

Уровни эндогенных повреждений ДНК в устойчивом состоянии представляют собой баланс между образованием и восстановлением. Свенберг и др. [9] измерили средние количества эндогенных повреждений ДНК в устойчивом состоянии в клетках млекопитающих. Семь наиболее распространенных повреждений, которые они обнаружили, показаны в Таблице 1. Только одно напрямую окисленное основание, 8-гидроксигуанин , в количестве около 2400 8-OH-G на клетку, было среди наиболее частых повреждений ДНК, присутствующих в устойчивом состоянии.

Увеличение 8-oxo-dG при канцерогенезе и заболеваниях

Эпителий толстой кишки мыши, не подвергавшейся опухолеобразованию толстой кишки (A), и мыши, подвергающейся опухолеобразованию толстой кишки (B). Ядра клеток окрашены темно-синим гематоксилином (для нуклеиновой кислоты) и иммуноокрашены коричневым на 8-oxo-dG. Уровень 8-oxo-dG был оценен в ядрах клеток крипт толстой кишки по шкале от 0 до 4. У мышей, не подвергавшихся опухолеобразованию, уровень крипт 8-oxo-dG составлял от 0 до 2 (панель A показывает уровень 1), в то время как у мышей, прогрессирующих до опухолей толстой кишки, уровень 8-oxo-dG в криптах толстой кишки составлял от 3 до 4 (панель B показывает уровень 4). Опухолеобразование было вызвано добавлением дезоксихолата в рацион мышей, чтобы получить уровень дезоксихолата в толстой кишке мыши, аналогичный уровню в толстой кишке людей, находящихся на диете с высоким содержанием жиров. [10] Изображения были сделаны с оригинальных микрофотографий.

Как было рассмотрено Valavanidis et al. [11], повышенные уровни 8-oxo-dG в ткани могут служить биомаркером окислительного стресса. Они также отметили, что повышенные уровни 8-oxo-dG часто связывают с канцерогенезом и заболеваниями.

На рисунке, показанном в этом разделе, эпителий толстой кишки мыши, получающей обычную диету, имеет низкий уровень 8-oxo-dG в своих криптах толстой кишки (панель A). Однако мышь, вероятно, подвергающаяся онкогенезу толстой кишки (из-за добавления дезоксихолата в ее диету [10] ), имеет высокий уровень 8-oxo-dG в своем эпителии толстой кишки (панель B). Дезоксихолат увеличивает внутриклеточную продукцию реактивного кислорода, что приводит к увеличению окислительного стресса, [12] [13] и это может способствовать онкогенезу и канцерогенезу. Из 22 мышей, получавших диету с добавлением дезоксихолата , у 20 (91%) развились опухоли толстой кишки после 10 месяцев диеты, и опухоли у 10 из этих мышей (45% мышей) включали аденокарциному (рак). [10] Cooke et al. [6] отмечают, что ряд заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера и системная красная волчанка, сопровождаются повышением уровня 8-оксо-dG, но не повышением канцерогенеза.

Косвенная роль окислительного повреждения в канцерогенезе

Валаванидис и др. [11] отметили, что окислительное повреждение ДНК, такое как 8-oxo-dG, может способствовать канцерогенезу двумя механизмами. Первый механизм включает модуляцию экспрессии генов, тогда как второй — через индукцию мутаций.

Эпигенетические изменения

Эпигенетическое изменение, например, путем метилирования CpG-островков в промоторной области гена, может подавлять экспрессию гена (см. Метилирование ДНК при раке ). В целом, эпигенетическое изменение может модулировать экспрессию гена. Как было рассмотрено Бернштейном и Бернштейном, [14] восстановление различных типов повреждений ДНК может с низкой частотой оставлять остатки различных процессов восстановления и тем самым вызывать эпигенетические изменения. 8-oxo-dG в основном восстанавливается путем эксцизионной репарации оснований (BER). [15] Ли и др. [16] рассмотрели исследования, указывающие на то, что один или несколько белков BER также участвуют в эпигенетических изменениях, включающих метилирование ДНК, деметилирование или реакции, сопряженные с модификацией гистонов. Нисида и др. [17] исследовали уровни 8-oxo-dG, а также оценили метилирование промотора 11 генов-супрессоров опухолей (TSG) в 128 образцах биопсии печени. Эти биопсии были взяты у пациентов с хроническим гепатитом С, состоянием, вызывающим окислительные повреждения печени. Среди 5 оцененных факторов только повышенные уровни 8-oxo-dG были тесно связаны с метилированием промотора TSG (p<0,0001). Это метилирование промотора могло снизить экспрессию этих генов-супрессоров опухолей и способствовать канцерогенезу .

Мутагенез

Ясуи и др. [18] исследовали судьбу 8-oxo-dG, когда это окисленное производное дезоксигуанозина было вставлено в ген тимидинкиназы в хромосоме в человеческих лимфобластоидных клетках в культуре. Они вставили 8-oxo-dG примерно в 800 клеток и смогли обнаружить продукты, которые возникли после вставки этого измененного основания, как было определено по клонам, полученным после роста клеток. 8-oxo-dG был восстановлен до G в 86% клонов, вероятно, отражая точную репарацию эксцизии основания или синтез транслезии без мутации. Трансверсии G:C в T:A произошли в 5,9% клонов, делеции одного основания в 2,1% и трансверсии G:C в C:G в 1,2%. Вместе эти более распространенные мутации составили 9,2% из 14% мутаций, сгенерированных в месте вставки 8-oxo-dG. Среди других мутаций в 800 проанализированных клонах также были 3 более крупные делеции размером 6, 33 и 135 пар оснований. Таким образом, 8-oxo-dG, если его не исправить, может напрямую вызывать частые мутации, некоторые из которых могут способствовать канцерогенезу .

Роль окисления ДНК в регуляции генов

Как было рассмотрено Ваном и др. [19], окисленный гуанин, по-видимому, играет множественную регуляторную роль в экспрессии генов. Как отметили Ван и др. [19], гены, склонные к активной транскрипции, плотно распределены в областях генома с высоким содержанием GC. Затем они описали три режима регуляции генов путем окисления ДНК в гуанине. В одном режиме, по-видимому, окислительный стресс может производить 8-oxo-dG в промоторе гена. Окислительный стресс может также инактивировать OGG1. Неактивный OGG1, который больше не вырезает 8-oxo-dG, тем не менее нацеливается и комплексируется с 8-oxo-dG и вызывает резкий (~70 o ) изгиб в ДНК. Это позволяет собрать транскрипционный инициирующий комплекс, повышающий регуляцию транскрипции связанного гена. Экспериментальная основа, устанавливающая этот режим, также была рассмотрена Сейферманном и Эпе [20].

Второй способ регуляции генов путем окисления ДНК на гуанине [19] [21] происходит, когда 8-oxo-dG образуется в богатой гуанином, потенциальной G-квадруплекс-образующей последовательности (PQS) в кодирующей цепи промотора, после чего активный OGG1 вырезает 8-oxo-dG и генерирует апуриновый/апиримидиновый сайт (AP-сайт). AP-сайт позволяет расплавить дуплекс, чтобы демаскировать PQS, принимая G-квадруплексную складку (структуру/мотив G4), которая играет регуляторную роль в активации транскрипции.

Третий способ регуляции генов путем окисления ДНК в гуанине [19] происходит, когда 8-oxo-dG образует комплекс с OGG1, а затем привлекает ремоделеры хроматина для модуляции экспрессии генов. Хромодоменный геликазный ДНК-связывающий белок 4 (CHD4) , компонент комплекса (NuRD) , привлекается OGG1 к участкам окислительного повреждения ДНК. Затем CHD4 привлекает ферменты метилирования ДНК и гистонов, которые подавляют транскрипцию связанных генов.

Сейферман и Эпе [20] отметили, что высокоселективную индукцию 8-oxo-dG в последовательностях промотора, наблюдаемую при индукции транскрипции, может быть трудно объяснить как следствие общего окислительного стресса. Однако, по-видимому, существует механизм сайт-направленного образования окисленных оснований в областях промотора. Перилло и др. [22] [23] показали, что лизин-специфическая гистондеметилаза LSD1 генерирует локальный выброс активных форм кислорода (ROS), который вызывает окисление близлежащих нуклеотидов при выполнении своей функции. В качестве конкретного примера, после обработки клеток эстрогеном, LSD1 продуцировала H 2 O 2 как побочный продукт своей ферментативной активности. Было показано, что окисление ДНК LSD1 в ходе деметилирования гистона H3 по лизину 9 необходимо для привлечения OGG1, а также топоизомеразы IIβ в промоторную область bcl-2 , гена, чувствительного к эстрогену, и последующей инициации транскрипции.

8-oxo-dG не встречается в геноме случайным образом. В эмбриональных фибробластах мышей было обнаружено 2–5-кратное обогащение 8-oxo-dG в областях генетического контроля, включая промоторы , 5'-нетранслируемые области и 3'-нетранслируемые области по сравнению с уровнями 8-oxo-dG, обнаруженными в генных телах и межгенных областях . [24] В эндотелиальных клетках легочной артерии крысы, когда 22 414 генов, кодирующих белок, были исследованы на предмет локализации 8-oxo-dG, большинство 8-oxo-dG (если они присутствовали) были обнаружены в промоторных областях, а не в генных телах. [25] Среди сотен генов, на уровни экспрессии которых повлияла гипоксия, те, у которых был недавно приобретенный промотор 8-oxo-dG, были повышены , а те гены, промоторы которых потеряли 8-oxo-dG, были почти все понижены . [25]

Положительная роль 8-оксо-dG в памяти

Окисление гуанина, особенно в сайтах CpG , может быть особенно важным для обучения и памяти. Метилирование цитозинов происходит в 60–90% сайтов CpG в зависимости от типа ткани. [26] В мозге млекопитающих ~62% CpG метилированы. [26] Метилирование сайтов CpG имеет тенденцию стабильно подавлять гены. [27] Более 500 из этих сайтов CpG деметилируются в ДНК нейронов во время формирования памяти и консолидации памяти в областях гиппокампа [28] [29] и поясной извилины [29] мозга. Как указано ниже, первым шагом в деметилировании метилированного цитозина в сайте CpG является окисление гуанина с образованием 8-oxo-dG.

Роль окисленного гуанина в деметилировании ДНК

Инициирование деметилирования ДНК на сайте CpG . Во взрослых соматических клетках метилирование ДНК обычно происходит в контексте динуклеотидов CpG ( сайты CpG ), образуя 5-метилцитозин -pG или 5mCpG. Активные формы кислорода (ROS) могут атаковать гуанин на сайте динуклеотида, образуя 8-гидрокси-2'-дезоксигуанозин (8-OHdG) и приводя к сайту динуклеотида 5mCp-8-OHdG. Фермент репарации эксцизии оснований OGG1 нацелен на 8-OHdG и связывается с повреждением без немедленного удаления. OGG1, присутствующий на сайте 5mCp-8-OHdG, рекрутирует TET1 , а TET1 окисляет 5mC, прилегающий к 8-OHdG. Это инициирует деметилирование 5mC. [30]
Деметилирование 5-метилцитозина (5mC) в ДНК нейронов. Как было рассмотрено в 2018 году, [31] в нейронах мозга 5mC окисляется семейством диоксигеназ ten-eleven translocation (TET) ( TET1 , TET2 , TET3 ) с образованием 5-гидроксиметилцитозина (5hmC). На последовательных этапах ферменты TET дополнительно гидроксилируют 5hmC с образованием 5-формилцитозина (5fC) и 5-карбоксилцитозина (5caC). Тимин-ДНК-гликозилаза (TDG) распознает промежуточные основания 5fC и 5caC и вырезает гликозидную связь , в результате чего образуется апиримидиновый сайт ( сайт AP ). В альтернативном пути окислительного дезаминирования 5hmC может быть окислительно дезаминирован дезаминазами цитидиндезаминазы/комплекса редактирования мРНК аполипопротеина B (AID/APOBEC), индуцируемыми активностью , с образованием 5-гидроксиметилурацила (5hmU) или 5mC может быть преобразован в тимин (Thy). 5hmU может быть расщеплен TDG, одноцепочечной селективной монофункциональной урацил-ДНК-гликозилазой 1 ( SMUG1 ), Nei-подобной ДНК-гликозилазой 1 ( NEIL1 ) или метил-CpG-связывающим белком 4 ( MBD4 ). Затем сайты AP и несоответствия T:G исправляются ферментами репарации эксцизии оснований (BER) с получением цитозина (Cyt).

На первом рисунке в этом разделе показан сайт CpG, где цитозин метилируется с образованием 5-метилцитозина (5mC), а гуанин окисляется с образованием 8-оксо-2'-дезоксигуанозина (на рисунке это показано в таутомерной форме 8-OHdG). Когда формируется эта структура, фермент репарации эксцизии оснований OGG1 нацеливается на 8-OHdG и связывается с повреждением без немедленного вырезания. OGG1, присутствующий на сайте 5mCp-8-OHdG, рекрутирует TET1 , а TET1 окисляет 5mC, смежный с 8-OHdG. Это инициирует деметилирование 5mC. [30] TET1 является ключевым ферментом, участвующим в деметилировании 5mCpG. Однако TET1 способен воздействовать на 5mCpG только в том случае, если гуанин был сначала окислен с образованием 8-гидрокси-2'-дезоксигуанозина (8-OHdG или его таутомера 8-оксо-dG), что приводит к образованию динуклеотида 5mCp-8-OHdG (см. первый рисунок в этом разделе). [30] Это инициирует путь деметилирования метилированного цитозина, что в конечном итоге приводит к образованию неметилированного цитозина, показанного на втором рисунке в этом разделе.

Установлено, что измененная экспрессия белка в нейронах, вызванная изменениями в метилировании ДНК (вероятно, контролируемая 8-оксо-dG-зависимым деметилированием участков CpG в промоторах генов в ДНК нейронов), играет центральную роль в формировании памяти. [32]

Неврологические заболевания

Биполярное расстройство

Доказательства того, что повреждение ДНК, вызванное окислительным стрессом, играет роль в биполярном расстройстве, были рассмотрены Разой и др. [33] У пациентов с биполярным расстройством наблюдается повышенный уровень повреждений оснований ДНК, вызванных окислительным стрессом, даже в периоды стабильного психического состояния. [34] Уровень фермента репарации оснований OGG1 , который удаляет определенные окисленные основания из ДНК, также снижен по сравнению со здоровыми людьми. [34]

Депрессивное расстройство

Большое депрессивное расстройство связано с увеличением окислительных повреждений ДНК. [33] Увеличение окислительных модификаций пуринов и пиримидинов у пациентов с депрессией может быть связано с нарушением восстановления окислительных повреждений ДНК. [35]

Шизофрения

Посмертные исследования пожилых пациентов с хронической шизофренией показали, что окислительное повреждение ДНК увеличивается в области гиппокампа мозга. [36] Средняя доля нейронов с окисленным основанием ДНК 8-oxo-dG была в 10 раз выше у пациентов с шизофренией, чем у лиц сравнения. Доказательства, указывающие на роль окислительного повреждения ДНК при шизофрении, были рассмотрены Разой и др. [33] и Маркканеном и др. [37]

Окисление РНК

РНК в нативной среде подвергаются различным повреждениям. Среди этих угроз окислительный стресс является одной из основных причин повреждения РНК. Уровень окислительного стресса, который переносит клетка, отражается количеством активных форм кислорода (ROS). ROS генерируются в результате нормального метаболизма кислорода в клетках и распознаются как список активных молекул, таких как O 2 •− , 1 O 2 , H 2 O 2 и •OH . [38] Нуклеиновая кислота может быть окислена ROS посредством реакции Фентона . [39] На сегодняшний день в ДНК обнаружено около 20 окислительных повреждений. [40] РНК, вероятно, более чувствительны к ROS по следующим причинам: i) в основном одноцепочечная структура подвергает большему количеству участков воздействию ROS; ii) по сравнению с ядерной ДНК, РНК менее компартментализированы; iii) РНК широко распространены в клетках не только в ядре, как ДНК, но и в больших количествах в цитоплазме. [41] [42] Эта теория была поддержана серией открытий, сделанных на крысиной печени, лейкоцитах человека и т. д. Фактически, мониторинг системы с применением изотопной метки [ 18 O]-H 2 O 2 показывает большее окисление в клеточной РНК, чем в ДНК. Окисление случайным образом повреждает РНК, и каждая атака вызывает проблемы с нормальным клеточным метаболизмом. Хотя изменение генетической информации в мРНК происходит относительно редко, окисление мРНК in vitro и in vivo приводит к низкой эффективности трансляции и аберрантным белковым продуктам. [43] Хотя окисление поражает нуклеиновые цепи случайным образом, определенные остатки более восприимчивы к ROS, такие горячие точки поражаются ROS с высокой скоростью. Среди всех повреждений, обнаруженных на сегодняшний день, одним из самых распространенных в ДНК и РНК является 8-гидроксигуанин. [44] Более того, 8-гидроксигуанин является единственным измеримым среди всех повреждений РНК. Помимо его распространенности, 8-гидроксидезоксигуанозин (8-oxodG) и 8-гидроксигуанозин (8-oxoG) идентифицированы как наиболее вредные окислительные повреждения из-за их мутагенного эффекта, [45] в котором этот неканонический аналог может ошибочно спариваться как с аденином, так и с цитозином с одинаковой эффективностью. [46] [47]Это неправильное спаривание приводит к изменению генетической информации через синтез ДНК и РНК. В РНК уровни окисления в основном оцениваются с помощью анализов на основе 8-oxoG. До сих пор подходы, разработанные для прямого измерения уровня 8-oxoG, включают анализ на основе ВЭЖХ и анализы с использованием моноклональных антител против 8-oxoG. Метод на основе ВЭЖХ измеряет 8-oxoG с помощью электрохимического детектора (ECD), а общий G — с помощью УФ- детектора. [48] Соотношение, которое получается при сравнении двух чисел, дает степень окисления общего G. Моноклональные мышиные антитела против 8-oxoG широко применяются для прямого обнаружения этого остатка либо на срезах тканей, либо на мембране, предлагая более наглядный способ изучения его распределения в тканях и в отдельных подмножествах ДНК или РНК. Установленные косвенные методы в основном основаны на мутагенных последствиях этого поражения, таких как анализ lacZ. [49] Этот метод был впервые установлен и описан Таддеи и был потенциально мощным инструментом для понимания ситуации окисления как на уровне последовательности РНК, так и на уровне отдельных нуклеотидов. Другим источником окисленных РНК является неправильное включение окисленных аналогов отдельных нуклеотидов. Действительно, размер пула предшественников РНК в сотни раз больше, чем у ДНК.

Потенциальные факторы контроля качества РНК

Были яростные дебаты о том, существует ли проблема контроля качества РНК. Однако, учитывая различную продолжительность полураспада различных видов РНК, варьирующуюся от нескольких минут до часов, деградацию дефектной РНК больше нельзя легко приписать ее временному характеру. Действительно, реакция с ROS занимает всего несколько минут, что даже короче средней продолжительности жизни самых нестабильных РНК. [41] Если добавить тот факт, что стабильные РНК занимают львиную долю от общей РНК, удаление ошибок РНК становится сверхкритичным и больше не должно игнорироваться. Эта теория подтверждается тем фактом, что уровень окисленной РНК снижается после устранения окислительного вызова. [50] [51] Некоторые потенциальные факторы включают рибонуклеазы , которые, как предполагается, избирательно разрушают поврежденные РНК в условиях стресса. Также известно, что ферменты, работающие на уровне пула предшественников РНК, контролируют качество последовательности РНК, изменяя предшественник ошибки на форму, которая не может быть напрямую включена в зарождающуюся цепь.

Ссылки

  1. ^ Burrows CJ, Muller JG (май 1998). «Окислительные модификации азотистых оснований, приводящие к разрыву цепи». Chem. Rev. 98 ( 3): 1109–1152. doi :10.1021/cr960421s. PMID  11848927.
  2. ^ Кадет, Жан; Дэвис, Кельвин JA; Медейрос, Мариса HG; Ди Масио, Паоло; Вагнер, Дж. Ричард (июнь 2017 г.). «Формирование и восстановление окислительно-генерируемых повреждений в клеточной ДНК». Биология и медицина свободных радикалов . 107 : 13–34. doi :10.1016/j.freeradbiomed.2016.12.049. PMC 5457722. PMID  28057600. 
  3. ^ Reuter S, Gupta SC, Chaturvedi MM, Aggarwal BB (декабрь 2010 г.). «Окислительный стресс, воспаление и рак: как они связаны?». Free Radic. Biol. Med . 49 (11): 1603–16. doi :10.1016/j.freeradbiomed.2010.09.006. PMC 2990475. PMID  20840865 . 
  4. ^ Massaad CA, Klann E (май 2011). «Активные формы кислорода в регуляции синаптической пластичности и памяти». Antioxid. Redox Signal . 14 (10): 2013–54. doi :10.1089/ars.2010.3208. PMC 3078504. PMID 20649473  . 
  5. ^ Бекхаузер TF, Фрэнсис-Оливейра J, Де Паскуале R (2016). «Активные формы кислорода: физиологические и физиопатологические эффекты на синаптическую пластичность». J Exp Neurosci . 10 (Suppl 1): 23–48. doi :10.4137/JEN.S39887. PMC 5012454 . PMID  27625575. 
  6. ^ abc Cooke MS, Evans MD, Dizdaroglu M, Lunec J (2003). «Окислительное повреждение ДНК: механизмы, мутация и болезнь». FASEB J . 17 (10): 1195–214. CiteSeerX 10.1.1.335.5793 . doi : 10.1096/fj.02-0752rev . PMID  12832285. S2CID  1132537. 
  7. ^ Dizdaroglu M (1992). «Окислительное повреждение ДНК в хроматине млекопитающих». Mutat. Res . 275 (3–6): 331–42. doi :10.1016/0921-8734(92)90036-o. PMID  1383774.
  8. ^ Hamilton ML, Guo Z, Fuller CD, Van Remmen H, Ward WF, Austad SN, Troyer DA, Thompson I, Richardson A (2001). «Надежная оценка уровней 8-оксо-2-дезоксигуанозина в ядерной и митохондриальной ДНК с использованием метода иодида натрия для выделения ДНК». Nucleic Acids Res . 29 (10): 2117–26. doi :10.1093/nar/29.10.2117. PMC 55450. PMID  11353081. 
  9. ^ Swenberg JA, Lu K, Moeller BC, Gao L, Upton PB, Nakamura J, Starr TB (2011). «Эндогенные и экзогенные аддукты ДНК: их роль в канцерогенезе, эпидемиологии и оценке риска». Toxicol . Sci . 120 (Suppl 1): S130–45. doi :10.1093/toxsci/kfq371. PMC 3043087. PMID  21163908. 
  10. ^ abc Prasad AR, Prasad S, Nguyen H, Facista A, Lewis C, Zaitlin B, Bernstein H, Bernstein C (2014). «Новая связанная с диетой модель рака толстой кишки у мышей параллельна раку толстой кишки у человека». World J Gastrointest Oncol . 6 (7): 225–43. doi : 10.4251/wjgo.v6.i7.225 . PMC 4092339. PMID  25024814 . 
  11. ^ ab Valavanidis A, Vlachogianni T, Fiotakis K, Loridas S (2013). «Легочный окислительный стресс, воспаление и рак: вдыхаемые твердые частицы, волокнистая пыль и озон как основные причины канцерогенеза легких через механизмы реактивных форм кислорода». Int J Environ Res Public Health . 10 (9): 3886–907. doi : 10.3390/ijerph10093886 . PMC 3799517 . PMID  23985773. 
  12. ^ Tsuei J, Chau T, Mills D, Wan YJ (ноябрь 2014 г.). «Нарушение регуляции желчных кислот, дисбактериоз кишечника и рак желудочно-кишечного тракта». Exp Biol Med (Maywood) . 239 (11): 1489–504. doi :10.1177/1535370214538743. PMC 4357421. PMID  24951470 . 
  13. ^ Ajouz H, Mukherji D, Shamseddine A (2014). «Вторичные желчные кислоты: недооцененная причина рака толстой кишки». World J Surg Oncol . 12 : 164. doi : 10.1186/1477-7819-12-164 . PMC 4041630. PMID  24884764 . 
  14. ^ Бернстайн C, Бернстайн H (2015). «Эпигенетическое снижение репарации ДНК при прогрессировании желудочно-кишечного рака». World J Gastrointest Oncol . 7 ( 5): 30–46. doi : 10.4251/wjgo.v7.i5.30 . PMC 4434036. PMID  25987950. 
  15. ^ Скотт TL, Рангасвами S, Уикер CA, Изуми T (2014). «Репарация окислительных повреждений ДНК и рака: недавний прогресс в репарации эксцизионных оснований ДНК». Антиоксидант. Редокс-сигнал . 20 (4): 708–26. doi :10.1089/ars.2013.5529. PMC 3960848. PMID 23901781  . 
  16. ^ Li J, Braganza A, Sobol RW (2013). «Репарация эксцизионных оснований способствует функциональной связи между окислением гуанина и деметилированием гистонов». Antioxid. Redox Signal . 18 (18): 2429–43. doi :10.1089/ars.2012.5107. PMC 3671628. PMID  23311711 . 
  17. ^ Nishida N, Arizumi T, Takita M, Kitai S, Yada N, Hagiwara S, Inoue T, Minami Y, Ueshima K, Sakurai T, Kudo M (2013). «Активные формы кислорода вызывают эпигенетическую нестабильность посредством образования 8-гидроксидезоксигуанозина при гепатоканцерогенезе человека». Dig Dis . 31 (5–6): 459–66. doi : 10.1159/000355245 . PMID  24281021.
  18. ^ Ясуи М., Канемару И., Камошита Н., Сузуки Т., Аракава Т., Хонма М. (2014). «Отслеживание судеб сайт-специфически введенных ДНК-аддуктов в геноме человека». DNA Repair (Amst.) . 15 : 11–20. doi : 10.1016/j.dnarep.2014.01.003 . PMID  24559511.
  19. ^ abcd Wang R, Hao W, Pan L, Boldogh I, Ba X (октябрь 2018 г.). «Роль фермента репарации эксцизионных оснований OGG1 в экспрессии генов». Cell . Mol. Life Sci . 75 (20): 3741–3750. doi :10.1007/s00018-018-2887-8. PMC 6154017. PMID  30043138. 
  20. ^ ab Seifermann M, Epe B (июнь 2017 г.). «Окислительно-генерируемые модификации оснований в ДНК: не только канцерогенный фактор риска, но и регуляторная метка?». Free Radic. Biol. Med . 107 : 258–265. doi : 10.1016/j.freeradbiomed.2016.11.018. PMID  27871818.
  21. ^ Fleming AM, Burrows CJ (август 2017 г.). «8-Оксо-7,8-дигидрогуанин, друг и враг: эпигенетически-подобный регулятор против инициатора мутагенеза». DNA Repair (Amst.) . 56 : 75–83. doi :10.1016/j.dnarep.2017.06.009. PMC 5548303. PMID  28629775 . 
  22. ^ Perillo B, Di Santi A, Cernera G, Ombra MN, Castoria G, Migliaccio A (2014). «Транскрипция, индуцированная ядерным рецептором, управляется пространственно и временно ограниченными волнами ROS. Роль Akt, IKKα и ферментов восстановления повреждений ДНК». Nucleus . 5 (5): 482–91. doi :10.4161/nucl.36274. PMC 4164490 . PMID  25482200. 
  23. ^ Перилло Б, Омбра МН, Бертони А, Куоццо С, Саккетти С, Сассо А, Кьяриотти Л, Малорни А, Аббонданса С, Авведименто ЭВ (январь 2008 г.). «Окисление ДНК, вызванное деметилированием H3K9me2, стимулирует эстроген-индуцированную экспрессию генов». Наука . 319 (5860): 202–6. Бибкод : 2008Sci...319..202P. дои : 10.1126/science.1147674. PMID  18187655. S2CID  52330096.
  24. ^ Ding Y, Fleming AM, Burrows CJ (февраль 2017 г.). «Секвенирование генома мыши для окислительно модифицированного основания 8-оксо-7,8-дигидрогуанина с помощью OG-Seq». J. Am. Chem. Soc . 139 (7): 2569–2572. doi :10.1021/jacs.6b12604. PMC 5440228. PMID  28150947 . 
  25. ^ ab Pastukh V, Roberts JT, Clark DW, Bardwell GC, Patel M, Al-Mehdi AB, Borchert GM, Gillespie MN (декабрь 2015 г.). «Окислительный механизм «повреждения» и восстановления ДНК, локализованный в промоторе VEGF, важен для экспрессии мРНК VEGF, вызванной гипоксией». Am. J. Physiol. Lung Cell Mol. Physiol . 309 (11): L1367–75. doi :10.1152/ajplung.00236.2015. PMC 4669343 . PMID  26432868. 
  26. ^ ab Fasolino M, Zhou Z (май 2017). "Решающая роль метилирования ДНК и MeCP2 в нейронной функции". Genes (Базель) . 8 (5): 141. doi : 10.3390/genes8050141 . PMC 5448015. PMID  28505093 . 
  27. ^ Bird A (январь 2002 г.). «Паттерны метилирования ДНК и эпигенетическая память». Genes Dev . 16 (1): 6–21. doi : 10.1101/gad.947102 . PMID  11782440.
  28. ^ Duke CG, Kennedy AJ, Gavin CF, Day JJ, Sweatt JD (июль 2017 г.). «Эпигеномная реорганизация гиппокампа, зависящая от опыта». Learn. Mem . 24 (7): 278–288. doi :10.1101/lm.045112.117. PMC 5473107. PMID  28620075 . 
  29. ^ ab Halder R, Hennion M, Vidal RO, Shomroni O, Rahman RU, Rajput A, Centeno TP, van Bebber F, Capece V, Garcia Vizcaino JC, Schuetz AL, Burkhardt S, Benito E, Navarro Sala M, Javan SB, Haass C, Schmid B, Fischer A, Bonn S (январь 2016 г.). «Изменения метилирования ДНК в генах пластичности сопровождают формирование и поддержание памяти». Nat. Neurosci . 19 (1): 102–10. doi :10.1038/nn.4194. PMC 4700510 . PMID  26656643. 
  30. ^ abc Zhou X, Zhuang Z, Wang W, He L, Wu H, Cao Y, Pan F, Zhao J, Hu Z, Sekhar C, Guo Z (сентябрь 2016 г.). «OGG1 необходим при деметилировании ДНК, вызванном окислительным стрессом». Cell. Signal . 28 (9): 1163–71. doi :10.1016/j.cellsig.2016.05.021. PMID  27251462.
  31. ^ Bayraktar G, Kreutz MR (2018). «Роль деметилирования ДНК, зависящего от активности, во взрослом мозге и при неврологических расстройствах». Front Mol Neurosci . 11 : 169. doi : 10.3389/fnmol.2018.00169 . PMC 5975432. PMID  29875631 . 
  32. ^ Day JJ, Sweatt JD (ноябрь 2010 г.). «Метилирование ДНК и формирование памяти». Nat. Neurosci . 13 (11): 1319–23. doi :10.1038/nn.2666. PMC 3130618 . PMID  20975755. 
  33. ^ abc Raza MU, Tufan T, Wang Y, Hill C, Zhu MY (август 2016 г.). «Повреждение ДНК при основных психиатрических заболеваниях». Neurotox Res . 30 (2): 251–67. doi :10.1007/s12640-016-9621-9. PMC 4947450. PMID  27126805 . 
  34. ^ ab Ceylan D, Tuna G, Kirkali G, Tunca Z, Can G, Arat HE, Kant M, Dizdaroglu M, Özerdem A (май 2018 г.). «Окислительно-индуцированное повреждение ДНК и репарация эксцизии оснований у эутимических пациентов с биполярным расстройством». DNA Repair (Amst.) . 65 : 64–72. doi :10.1016/j.dnarep.2018.03.006. PMC 7243967 . PMID  29626765. 
  35. ↑ Чарный П., Квятковски Д., Кацперска Д., Кавчиньска Д., Таларовска М., Ожеховска А., Белецка-Ковальска А., Семрай Дж., Галецкий П., Сливинский Т. (февраль 2015 г.). «Повышенный уровень повреждения ДНК и нарушение репарации окислительных повреждений ДНК у пациентов с рекуррентным депрессивным расстройством». Мед. наук. Монит . 21 : 412–8. дои : 10.12659/MSM.892317. ПМЦ 4329942 . ПМИД  25656523. 
  36. ^ Nishioka N, Arnold SE (2004). «Доказательства окислительного повреждения ДНК в гиппокампе пожилых пациентов с хронической шизофренией». Am J Geriatr Psychiatry . 12 (2): 167–75. doi :10.1097/00019442-200403000-00008. PMID  15010346.
  37. ^ Markkanen E, Meyer U, Dianov GL (июнь 2016 г.). «Повреждение и восстановление ДНК при шизофрении и аутизме: последствия для сопутствующей патологии рака и не только». Int J Mol Sci . 17 (6): 856. doi : 10.3390/ijms17060856 . PMC 4926390. PMID  27258260 . 
  38. ^ Бюхтер, ДД. (1988) Свободные радикалы и кислородная токсичность. Фармакологический журнал 5:253-60.
  39. ^ Уордман, П. и Кандейас, LP (1996). Химия Фентона: введение. Радиат. Рез. 145, 523–531.
  40. ^ Cooke MS, Evans MD, Dizdaroglu M, Lunec J (2003). «Окислительное повреждение ДНК: механизмы, мутация и болезнь». FASEB J . 17 (10): 195–1214. doi : 10.1096/fj.02-0752rev . PMID  12832285. S2CID  1132537.
  41. ^ ab Li Z, Wu J, Deleo CJ (2006). «Повреждение РНК и наблюдение при окислительном стрессе». IUBMB Life . 58 (10): 581–588. doi : 10.1080/15216540600946456 . PMID  17050375. S2CID  30141613.
  42. ^ Хофер Т., Сео А.Ю., Пруденсио М., Лиувенбург К. (2006). «Метод одновременного определения окисления РНК и ДНК с помощью ВЭЖХ-ЭЗД: большее окисление РНК, чем ДНК в печени крыс после введения доксорубицина». Biol. Chem . 387 (1): 103–111. doi :10.1515/bc.2006.014. PMID  16497170. S2CID  13613547.
  43. ^ Dukan S, Farwell A, Ballesteros M, Taddei F, Radman M, Nystrom T (2000). «Окисление белка в ответ на увеличение транскрипционных и трансляционных ошибок». Proc. Natl. Acad. Sci. USA . 97 (11): 5746–5749. Bibcode : 2000PNAS...97.5746D. doi : 10.1073/pnas.100422497 . PMC 18504. PMID  10811907 . 
  44. ^ Гаевски Э., Рао Г., Накердиен З., Диздароглу М. (1990). «Модификация оснований ДНК в хроматине млекопитающих свободными радикалами, генерируемыми радиацией». Биохимия . 29 (34): 7876–7882. doi :10.1021/bi00486a014. PMID  2261442.
  45. ^ Ames BN, Gold LS (1991). «Эндогенные мутагены и причины старения и рака». Mutat. Res . 250 (1–2): 3–16. doi :10.1016/0027-5107(91)90157-j. PMID  1944345.
  46. ^ Шибутани С., Такешита М., Гроллман А.П. (1991). «Вставка специфических оснований во время синтеза ДНК мимо поврежденного окислением основания 8-oxodG». Nature . 349 (6308): 431–434. Bibcode :1991Natur.349..431S. doi :10.1038/349431a0. PMID  1992344. S2CID  4268788.
  47. ^ Taddei F, Hayakawa H, Bouton M, Cirinesi A, Matic I, Sekiguchi M, Radman M (1997). «Противодействие белка MutT транскрипционным ошибкам, вызванным окислительным повреждением». Science . 278 (5335): 128–130. doi :10.1126/science.278.5335.128. PMID  9311918.
  48. ^ Weimann A, Belling D, Poulsen HE (2002). "Количественное определение 8-оксогуанина и гуанина как нуклеиновой основы, нуклеозида и дезоксинуклеозида в моче человека методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с электрораспылительной тандемной масс-спектрометрией". Nucleic Acids Res . 30 (2): E7. doi :10.1093/nar/30.2.e7. PMC 99846. PMID  11788733 . 
  49. ^ Park EM, Shigenaga MK, Degan P, Korn TS, Kitzler JW, Wehr CM, Kolachana P, Ames BN (1992). «Анализ вырезанных окислительных повреждений ДНК: изоляция 8-оксогуанина и его нуклеозидных производных из биологических жидкостей с помощью колонки с моноклональными антителами». Proc. Natl. Acad. Sci. USA . 89 (8): 3375–3379. Bibcode :1992PNAS...89.3375P. doi : 10.1073/pnas.89.8.3375 . PMC 48870 . PMID  1565629. 
  50. ^ Shen Z, Wu W, Hazen SL (2000). «Активированные лейкоциты окислительно повреждают ДНК, РНК и пул нуклеотидов посредством галогенид-зависимого образования гидроксильного радикала». Биохимия . 39 (18): 5474–5482. doi :10.1021/bi992809y. PMID  10820020.
  51. ^ Kajitani K, Yamaguchi H, Dan Y, Furuichi M, Kang D, Nakabeppu Y (2006). «MTH1 и окисленная пуриновая нуклеозидтрифосфатаза подавляют накопление окислительного повреждения нуклеиновых кислот в микроглии гиппокампа во время эксайтотоксичности, вызванной каинитом». J. Neurosci . 26 (6): 1688–1689. doi : 10.1523/jneurosci.4948-05.2006 . PMC 6793619 . PMID  16467516.