title: DNA bridges in anaphase
Creators: name: Smolková, Simona
Publisher: name: :none
Year: 2025

description: Die Fehlverteilung von Chromosomen stellt eine nicht umkehrbare Bedrohung für die Stabilität des Genoms dar und führt zu chromosomalen Abweichungen, die schwerwiegende Folgen für die Zellfunktion haben können. Eine genaue Chromosomenverteilung ist wichtig für die Aufrechterhaltung der Chromosomenintegrität und stellt sicher, dass Tochterzellen einen vollständigen Chromosomensatz erben. Fehler in diesem Prozess können durch verschiedene Defekte entstehen. In dieser Masterarbeit konzentriere ich mich auf ungelöste DNA-Verschlingungen, die sich in der Anaphase zu brückenartigen Strukturen ausdehnen und die ordnungsgemäße Trennung der Schwesterchromatiden stören können. Diese Ereignisse könnten zu chromosomaler Instabilität führen, einem Kennzeichen von Krebs. Zu verstehen, wie Zellen solche Strukturen in der Anaphase erkennen und auflösen, ist entscheidend, um die Mechanismen zu verstehen, die für die Fehlverteilung von Chromosomen verantwortlich sind. Ein Schlüsselprotein, das an diese Strukturen bindet, ist PICH, eine DNA-Translokase mit einer Bindungspräferenz für gedehnte DNA. PICH wirkt als Rekrutierungsplattform für andere Proteine, die ebenfalls zur Auflösung von DNA-Brücken in der Anaphase beitragen. Ich habe die PICH-Bindung an Anaphase-Brücken in verschiedenen Zelllinien analysiert. Durch die Analyse wichtiger Parameter wie Länge, Brückenzahl pro Zelle, Färbeeigenschaften der Brücken mit herkömmlichen DNA-Farbstoffen, mitlokalisierte Proteine und Bestrahlungseffekte stellte ich fest, dass 1) Anaphase-Brücken vorübergehende Strukturen sind, die meist aus den zentromeren Bereichen der Chromosomen entstehen, 2) ihre Häufigkeit mit fortschreitender Anaphase abnimmt, 3) PICH-beschichtete brückenartige Strukturen möglicherweise bereits in der Metaphase entstehen, 4) CIP2A, ein Protein, das an TOPBP1 bindet, sich an einem Teil der ultrafeinen DNA-Brücken lokalisiert. Diese Ergebnisse verdeutlichen die Komplexität der Bildung und Auflösung von DNA-Brücken in der Anaphase während der Chromosomenverteilung und liefern eine wertvolle Grundlage für weitere Experimente zur Genomstabilität während der Mitose.
description: Chromosome missegregation poses a non-reversible threat to genome stability, leading to chromosomal abnormalities that can have severe consequences for cellular function. Accurate chromosome segregation is important for maintaining chromosome integrity, ensuring that daughter cells inherit a complete set of chromosomes. Errors during this process can arise from various defects. In this master thesis, I focus on unresolved DNA entanglements that stretch into bridge-like structures in anaphase and can interfere with proper sister chromatid segregation. These events might lead to chromosomal instability, a hallmark of cancer. Uncovering how cells detect and resolve such structures in anaphase is crucial for understanding the mechanisms responsible for chromosome missegregation. A key protein binding to these structures is PICH, a DNA translocase with a binding preference for stretched DNA. PICH acts as a recruiting platform for other proteins that also contribute to the resolution of anaphase DNA bridges. I analyzed PICH binding to anaphase bridges in various cell lines. By analyzing key parameters, such as length, bridge number per cell, bridge-staining properties with conventional DNA dyes, colocalizing proteins, and irradiation effects, I determined that 1) anaphase bridges are transient structures mostly arising from centromeric regions of chromosome, 2) their prevalence decreases as anaphase progresses, 3) PICH-coated bridge-like structures may already form in metaphase, 4) CIP2A, a protein that binds TOPBP1, localizes to a subset of ultrafine DNA bridges. These findings highlight the complexity of anaphase DNA bridge formation and resolution during chromosome segregation and provide a valuable resource for further experiments on genome stability during mitosis.