Tese de mestrado. Biologia (Biologia Molecular Humana). Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2009DNA topoisomerases are essential to the resolution of DNA topology during several metabolic processes such as transcription, replication and chromosome segregation. Topoisomerase II (TOP2) catalyzes the passage of one DNA double strand through another and that is the reason why this enzyme can (un)knot or (de)catenate DNA molecules. In mammals there are two isoforms of TOP2, α and β, which are encoded by separate genes. Given their vital functions TOP2 enzymes are a main target of anticancer drugs. Poisons, such as etoposide and doxorubicin, cause DNA double-strand breaks which assault DNA integrity and need to be properly repaired to guarantee genomic stability. The repair of these DNA lesions, either by homologous recombination or non-homologous end joining, will be triggered by the DNA damage response (DDR) in which BRCA1 is one of the key players. Senescence and apoptosis can also be signaled through the DDR, acting as barriers to neoplastic progression. Senescent cells undergo several changes not only in morphology but also in gene expression. Here, we provide evidence that BRCA1 role in the DDR also relates to the cellular fate given that BRCA1 depletion leads to an increase in the senescent outcome following exposure to TOP2 poisons. We also found evidence for etoposide-induced alteration of heterochromatin composition and distribution, namely altered levels of tri-methylated histone H3 at Lysine 9 (H3K9 me3) and heterochromatin protein 1α. Future studies shall address whether BRCA1 facilitates the senescent outcome via chromatin alteration.As DNA topoisomerases são essenciais para a resoluçao de alterações na topologia do DNA que surgem das mais diversas actividades metabólicas tais como a transcrição, replicação e segregação dos cromossomas. A enzima DNA topoisomerase II (TOP2) produz quebras transientes na dupla cadeia de DNA através das quais passará a outra dupla cadeia de DNA intacta. Deste mecanismo catalitico resulta a capacidade de catenação/decatenação desta enzima. Os mamíferos possuem duas isoformas da topoisomerase II, α e β, codificadas por diferentes genes. Em virtude das funções vitais desta enzima, ela é um dos alvos de numerosas drogas utilizadas currentemente no tratamento do cancro. Venenos tais como o Etoposido e a Doxorrubicina provocam quebras na dupla cadeia de DNA que precisam de ser convenientemente reparadas de modo a assegurar a estabilidade genómica. A reparação destas lesões, seja por recombinação homóloga ou por junção de extremidades nãohomólogas, é iniciada através de uma via de sinalização geral designarda: resposta a lesões no DNA. A proteína BRCA1 é um interveniente fulcral nesta resposta onde também se dita o destino celular, senescência ou apoptose a fim de travar a tumorigenese. As células senescentes passam por várias alterações, tanto a nível morfológico como a nível da expressão génica. Verificou-se que o papel de BRCA1 na resposta a lesões no DNA também está relacionado com a decisão sobre o destino celular dado que a depleção de BRCA1 levou a um aumento na senescência após o tratamento com venenos de TOP2. Viu-se também que a trimetilação da histona H3 na lisina 9 diminui após o tratamento com o Etoposido enquanto que a expressão da proteina 1α da heterocromatina aumenta. Sugerimos assim que BRCA1 influencia a senescência após tratamento com venenos de TOP2 e que tal poderá estar relacionado com modificações estruturais e funcionais da cromatina
