Participação de enzimas de reparo por excisão de bases na restauração de lesões induzidas pela associação da radiação ultravioleta A e cloreto estanoso em Escherichia coli / Participation of repair enzyme for base excision in lesions restoration induced by the combination of A ultraviolet radiation and stannous chloride in Escherichia coli

O cloreto estanoso (SnCI2) e a radiação ultravioleta A (UVA) são agentes que lesam diversas estruturas celulares, inclusive o DNA, principalmente pela geração de espécies reativas de oxigênio. O objetivo deste trabalho foi estudar a mutagênese e o reparo das lesões produzidas pela combinação do UVA, na condição de pré-iluminação, com o SnCI2. Avaliou-se a ação de enzimas do reparo por excisão de bases (BER), em Escherichia coli (E. coli), por eletroforese em gel alcalino de agarose e sobrevivência bacteriana. Também se estudou a indução do sistema SoxRS pelo cromoteste, e a mutagênese pelo teste de Ames. De acordo com os resultados: i)o UVA induziu quebras no DNA das cepas testadas e os mutantes fpg-nfo e fpg apresentaram maior retardo no reparo das lesões; ii) o SnCI2 induziu mais quebras que o UVA e os mutantes nfo e fpg mostraram maior dificuldade em reparar as lesões; iii) o UVA+SnCI2 provocou mais quebras que o SnCI2 e os mutantes nfo e fpg também apresentaram maior lentidão no reparo das lesões; iv) o UVA não inativou as cepas testadas; v) as cepas nfo e fpg foram as mais sensíveis ao SnCI2; vi) o UVA+SnCI2 provocou maior letalidade em todas as cepas testadas, em relação ao SnCI2, e os mutantes nfo e fpg também foram os mais sensíveis ao tratamento com ambos os agentes; vii) a transformação dos mutantes nfo com o plasmídio pBW21 (nfo+) e dos mutantes fpg com o plasmídio pFPG (fpg+) aumentou a sobrevivência das cepas aos tratamentos com SnCI2 e UVA+SnCI2; viii) o SnCI2 induziu o sistema SoxRS; ix) o SnCI2, UVA e UVA+SnCI2 não induziram mutagênese; x) o reparo das lesões parece ser preferencialmente realizado pelas proteínas Fpg e Nfo.

Stannous chloride (SnCI2) and ultraviolet radiation A (UVA) are able to induce lesions in different cellular structures, including DNA, manly through ROS generation. The aim of this work was to study the mutagenesis and repair of lesions induced by the association of UVA (pre treatment) with SnCI2. It was evaluated the action of base excision repair (BER) enzymes in Escherichia coli (E. coli) by alkaline gel electrophoresis and bacterial survival. It was also evaluated the SoxRS system induction by chromotest and mutagenesis through the Ames test. According to the results: i) UVA induced DNA strand breaks in all strains and fpg-nfo and fpg mutants showed greater delay in the repair of lesions; ii) SnCI2 induced more breaks than UVA and nfo and fpg mutants showed more difficult to repair the damage; iii) UVA + SnCI2 caused more breaks than the SnCI2 and nfo and fpg mutants also showed a slowest repair of injuries; iv) UVA did not inactivate any bacterial strains tested; v) nfo and fpg strains were more sensitive to SnCI2; vi) UVA + SnCI2 caused higher mortality in all strains tested, when compared to SnCI2, and, again, nfo and fpg mutants were the most sensitives to the treatment with both agents; vii) the transformation of nfo mutant with the plasmid pBW21 (nfo+) and fpg mutants with plasmid pFPG (fpg+) increased the survival of the strains to SnCI2 and UVA + SnCI2 treatments; viii) SnCI2 was able to induce SoxRS system; ix) SnCI2, UVA + SnCI2 and UVA did not induce mutagenesis; x) damage repair seems to be preferentially performed by Fpg and Nfo proteins.

Alkaline gel electrophoresis assay to detect DNA strand breaks and repair mechanisms in Escherichia coli

Reactive oxygen species (ROS) can induce lesions in different cellular targets, including DNA. Stannous chloride (SnCl2) is a ROS generator, leading to lethality in Escherichia coli (E. coli), with the base excision repair (BER) mechanism playing a role in this process. Many techniques have been developed to detect genotoxicity, as comet assay, in eukaryotic cells, and plasmid DNA agarose gel electrophoresis. In this study, an adaptation of the alkaline gel electrophoresis method was carried out to ascertain the induction of strand breaks by SnCl2 in bacterial DNA, from E. coli BER mutants, and its repair pathway. Results obtained show that SnCl2 was able to induce DNA strand breaks in all strains tested. Moreover, endonuclease IV and exonuclease III play a role in DNA repair. On the whole, data has shown that the alkaline gel electrophoresis assay could be used both for studying DNA strand breaks induction and for associated repair mechanisms.

Espécies reativas de oxigênio (ERO) podem induzir lesões em diferentes alvos celulares, incluindo o DNA. O cloreto estanoso (SnCl2) é um gerador de ERO que induz letalidade em E. coli, sendo o reparo por excisão de bases (BER) um mecanismo importante neste processo. Técnicas como o ensaio cometa (em eucariotos) e a eletroforese de DNA plasmidial em gel de agarose têm sido utilizadas para detectar genotoxicidade. No presente estudo, uma adaptação do método de eletroforese em gel alcalino de agarose foi usada para verificar a indução de quebras, pelo SnCl2, no DNA de E. coli, bem como a participação de enzimas do BER na restauração das lesões. Os resultados mostraram que o SnCl2 induziu quebras no DNA de todas as cepas testadas. Além disso, endonuclease IV e exonuclease III estão envolvidas na reparação dos danos. Em resumo, os dados obtidos indicam que a metodologia de eletroforese em gel alcalino de agarose pode ser empregada tanto para o estudo de quebras no DNA, quanto para avaliação dos mecanismos de reparação associados.