Genome editing technology CRISPR/Cas9 in the study of the biological effect of GC-rich cell-free DNA sequences (cfDNA) on the regulation of the transcriptional activity of TLR9 receptor-DNA sensor genes and AIM2 on the MCF7 line cells

Abstract

Ряд заболеваний, в том числе онкологических, сопровождается повышенным уровнем накопления ГЦ-обогащенных последовательностей в общем пуле свободной внеклеточной ДНК (вкДНК). Во многом этот факт объясняется повышенной устойчивостью этих фрагментов ДНК к действию нуклеаз крови. Они могут активировать ДНК-сенсоры нуклеиновых кислот - TLR9 и AIM2, которые играют существенную роль в функционировании раковых клеток. Цель исследования: изучение биологического ответа клеток линии MCF7 на действие ГЦ-богатых последовательностей вкДНК и выявление с помощью нокаута генов AIM2 и TLR9 функциональной роли ДНК-связывающих рецепторов в развитии клеточного адаптивного ответа. Экспериментально установлено, что клетки культуры MCF7 с «выключенными» рецепторами TLR9 и AIM2 отвечают на стимуляцию фрагментами ГЦ-богатых последовательностей вкДНК снижением транскрипционной активности генов сигнальных каскадов TLR9/MYD88/NF-kB-сигнального пути и связанных с ним STAT 3/6-сигнальных путей, повышающих выживаемость раковых клеток. Это показывает необходимость дальнейших исследований роли других генов в раковых клетках для детализации механизмов отмеченных в данной работе эффектов по выживаемости раковых клеток. A number of diseases, including cancer, are associated with accumulation of GC-enriched sequences in the general cell-free DNA (cfDNA) pool. This fact is primarily explained by these DNA fragments increased resistance to the blood nucleases which can activate DNA sensors - TLR9 and AIM2 that have a different effect on the cancer cells functioning. The aim of the present study was to study the MCF 7 cells biological response to GC-rich cfDNA sequences and using AIM2 and TLR9 knockout to identify the functional role of DNA-binding receptors in the development of cellular adaptive response. It was experimentally established that MCF7 culture cells with TLR9 and AIM2 receptors “turned off” respond to stimulation by GC-DNA fragments by reducing the transcriptional activity of the genes of the TLR9/MYD88/NF-KBsignaling pathway and associated STAT 3/6 signaling pathways that increase the survival of cancer cells. This shows the need for further studies of the role of other genes, including on the example of cell lines with TLR9 and AIM2 knockout, in terms of detailing the mechanisms of the effects noted in this work on cancer cell survival.