A functional role of chromatin remodeling factor, Rsf-1 in the DNA damage signaling pathway

Abstract

As a member of imitation switch (ISWI) family in ATP-dependent chromatin remodeling factors, RSF complex consists of SNF2h ATPase and Rsf-1. Although it has been reported that SNF2h ATPase is recruited to DNA damage sites (DSBs) in poly(ADP-ribosyl) polymerase 1 (PARP1)-dependent manner in DNA damage response (DDR), the function of Rsf-1 is still elusive. Here we show that Rsf-1 is recruited to DSBs confirmed by various cellular analyses (immunofluorescent microscope, micro-irradiation and stably integrated reporter system at a single DNA double-strand break). Rsf-1 rapidly accumulated at the DSB sites. Signal of γ H2AX is gradually reduced at 10 minutes after micro-irradiation whereas signals of Rsf-1 and SNF2h are still retained over 30 minutes after DNA damage. Moreover, depletion of Rsf-1 attenuates the recruitment of SNF2h and γ-H2AX. In addition, Rsf-1 accumulation at DNA damage sites requires PARP1 activity through interacting with PHD domain. Finally, we demonstrate that depletion of Rsf-1 diminishes DNA damage checkpoint signals and repair. Thus, these results reveal a new function of chromatin remodeler Rsf-1 in coordinating DNA signaling and repair.

RSF 복합체는 뉴클레오솜 이동에 관여하는 크로마틴 리모델링 인자로서 ATPase 효소 기능을 가지고 있는 SNF2h 와 Rsf-1 으로 구성되어 있다. 크로마틴 리모델링 인자들은 DNA 상에서 뉴클레오솜을 이동시키거나 뉴클레오솜을 구성하는 히스톤을 교체함으로써 DNA 복제과정이나 RNA 합성과정에 영향을 미친다는 것이 알려져 있다. 최근에 크로마틴 리모델링 인자들이 DNA 손상 시 신호 체계나 손상 복구에 관여한다는 것이 보고되기 시작하고 있다. 본 연구에서는 Rsf-1 이 DNA 손상 신호에 관여하는 지 그리고 그 작용기전에 대해 연구하고자 하였다. Rsf-1 이 DNA 손상에 관여하는지를 알아보기 위한 방법으로 우선 DNA 손상부위로 이동하는 지를 조사하였다. Laser microirradiation 방법을 사용하여 DNA 에 손상을 준 부위에 Rsf-1 이 이동하여 축적되는 것을 관찰하였다. 또한, FokI system 을 이용하여 살아있는 세포의 염색체 특정부위에 이중나선절단을 유도하였을 때에도 Rsf-1 이 DNA 손상부위에 축적되었다. Rsf-1 이 DNA 손상부위에 축적되는 것은 결합체인 SNF2h 비의존적으로 일어나며, Rsf-1 의 PHD (plant homeodomain)도메인이 중요하다는 것을 확인하였다. 또한 DNA 손상신호의 초기 마커인 γ-H2AX 보다 빨리 DNA 손상부위로 이동하고, Rsf-1 의 발현이 저하된 경우에는 γ-H2AX 의 축적이 저하되는 것으로 보아 DNA 손상시 초기에 작용할 것으로 예상된다. 흥미롭게도 Rsf-1 이 빠른 시기에 축적이 되는 것은 PARP1 억제제를 통하여 PARP1 활성에 의존하여 이루어진다는 것을 관찰하였다. 따라서 본 연구는 Rsf-1 이 DNA 손상 신호 체계에 관여하며 PARP1 활성에 의해 DNA 손상 부위로 모이게 되고 DNA 손상 신호를 조절한다는 것을 밝히고 있다.