Stress factor – dependent differences in molecular mechanisms of premature cell senescence

Cell senescence is an established cell stress response in the form of a permanent proliferation arrest accompanied by a complex phenotype. Senescent cells share several crucial features, such as lack of DNA synthesis, increased senescence-associated β-galactosidase activity and upregulation of cyclin-dependent kinase inhibitors. Most of these universal senescence markers are indicative not only for cell senescence but for other types of growth arrest as well. Along with ubiquitous markers, cell senescence has accessory characteristics, which mostly depend on senescence-inducing stimulus and/or cell type. Here, we review main markers and mechanisms involved in the induction of cell senescence with a focus on stress factor-dependent differences in signaling pathways activated in senescence.Клітинне старіння є відповіддю клітини на стрес у вигляді перманентного арешту проліферації, супроводжуваного комплексом фенотипічних змін. Найбільш важливими ознаками клітинного старіння є відсутність синтезу ДНК, збільшення активності асоційованої зі старінням β-галактозидази і збільшення експресії інгібіторів циклин-залежних кіназ. Ці універсальні маркери клітинного старіння характерні також і для інших типів арешту проліферації клітин. Поряд з універсальними маркерами клітинне старіння має додаткові характеристики, які більшою мірою залежать від фактора, що індукує старіння та / або типу клітин. У цьому огляді ми розглянемо основні характеристики і механізми, індукції клітинного старіння, приділивши особливу уваги залежних від стрес-фактора відмінностям активуються при клітинному старінні сигнальних каскадів.Клеточное старение является клеточным ответом на стресс в виде перманентного ареста пролиферации, сопровождаемого комплексом фенотипических изменений. Наиболее важными признаками клеточного старения являются отсутствие синтеза ДНК, увеличение активности ассоциированной со старением β-галактозидазы и увеличение экспрессии ингибиторов циклин-зависимых киназ. Эти универсальные маркеры клеточного старения характерны также и для других типов ареста пролиферации клеток. Наряду с универсальными маркерами клеточное старение имеет дополнительные характеристики, которые в большей степени зависят от индуцирующего старение фактора и/или типа клеток. В этом обзоре мы рассмотрим основные характеристики и механизмы, участвующие в индукции клеточного старения, уделив особое внимания зависящим от стресс-фактора различиям активируемых при клеточном старении сигнальных каскадов

Determination of the in vivo structural DNA loop organization in the genomic region of the rat albumin locus by means of a topological approach

Nuclear DNA of metazoans is organized in supercoiled loops anchored to a proteinaceous substructure known as the nuclear matrix (NM). DNA is anchored to the NM by non-coding sequences known as matrix attachment regions (MARs). There are no consensus sequences for identification of MARs and not all potential MARs are actually bound to the NM constituting loop attachment regions (LARs). Fundamental processes of nuclear physiology occur at macromolecular complexes organized on the NM; thus, the topological organization of DNA loops must be important. Here, we describe a general method for determining the structural DNA loop organization in any large genomic region with a known sequence. The method exploits the topological properties of loop DNA attached to the NM and elementary topological principles such as that points in a deformable string (DNA) can be positionally mapped relative to a position-reference invariant (NM), and from such mapping, the configuration of the string in third dimension can be deduced. Therefore, it is possible to determine the specific DNA loop configuration without previous characterization of the LARs involved. We determined in hepatocytes and B-lymphocytes of the rat the DNA loop organization of a genomic region that contains four members of the albumin gene family

Evidence of Activity-Specific, Radial Organization of Mitotic Chromosomes in Drosophila

A fluorescently labeled protein specifically binding to genes was reproducibly found at the periphery of condensed mitotic fruit fly chromosomes, illustrating preservation of a radial structure between consecutive divisions

Endogenous single-strand DNA breaks at RNA polymerase II promoters in <i>Saccharomyces cerevisiae</i>

K

Early S-phase cell hypersensitivity to heat stress

<p>Heat stress is one of the best-studied exogenous stress factors; however little is known about its delayed effects. Recently, we have shown that heat stress induces cellular senescence-like G2 arrest exclusively in early S-phase cells. The mechanism of this arrest includes the generation of heat stress-induced single-stranded DNA breaks, the collision of replication forks with these breaks and the formation of difficult-to-repair double-stranded DNA breaks. However, the early S phase-specific effects of heat stress are not limited to the induction of single-stranded DNA breaks. Here, we report that HS induces partial DNA re-replication and centrosome amplification. We suggest that HS-induced alterations in the expression levels of the genes encoding the replication licensing factors are the primary source of such perturbations. Notably, these processes do not contribute to acquisition of a senescence-like phenotype, although they do elicit postponed effects. Specifically, we found that the HeLa cells can escape from the heat stress-induced cellular senescence-like G2 arrest, and the mitosis they enter is multipolar due to the amplified centrosomes.</p