A new phosphorylated form of Ku70 identified in resistant leukemic cells confers fast but unfaithful DNA repair in cancer cell lines.
Ku70-dependent canonical nonhomologous end-joining (c-NHEJ) DNA repair system is fundamental to the genome maintenance and B-cell lineage. c-NHEJ is upregulated and error-prone in incurable forms of chronic lymphocytic leukemia which also displays telomere dysfunction, multiple chromosomal aberrations and the resistance to DNA damage-induced apoptosis. We identify in these cells a novel DNA damage inducible form of phospho-Ku70. In vitro in different cancer cell lines, Ku70 phosphorylation occurs in a heterodimer Ku70/Ku80 complex within minutes of genotoxic stress, necessitating its interaction with DNA damage-induced kinase pS2056-DNA-PKcs and/or pS1981-ATM. The mutagenic effects of phospho-Ku70 are documented by a defective S/G2 checkpoint, accelerated disappearance of γ-H2AX foci and kinetics of DNA repair resulting in an increased level of genotoxic stress-induced chromosomal aberrations. Together, these data unveil an involvement of phospho-Ku70 in fast but inaccurate DNA repair; a new paradigm linked to both the deregulation of c-NHEJ and the resistance of malignant cells.
Laboratoire de Cancérologie Expérimentale, Institut de Radiobiologie Cellulaire et Moléculaire (IRCM), Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Renouvelables (CEA), 92265 Fontenay aux Roses, France.|Laboratoire de Spectrométrie de Masse, Stallergens, 92160 Antony, France.
Julien
J
Bouley
Laboratoire de Cancérologie Expérimentale, Institut de Radiobiologie Cellulaire et Moléculaire (IRCM), Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Renouvelables (CEA), 92265 Fontenay aux Roses, France.
Lina
L
Saad
Laboratoire de Cancérologie Expérimentale, Institut de Radiobiologie Cellulaire et Moléculaire (IRCM), Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Renouvelables (CEA), 92265 Fontenay aux Roses, France.
Romain
R
Grall
Laboratoire de Cancérologie Expérimentale, Institut de Radiobiologie Cellulaire et Moléculaire (IRCM), Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Renouvelables (CEA), 92265 Fontenay aux Roses, France.
Amelie
A
Schellenbauer
Institut de Maladies Emergentes et des Thérapies Innovantes (iMETI), Service d'Etude des Prions et des Infections Atypiques (SEPIA), CEA, 92265 Fontenay aux Roses, France.
Denis
D
Biard
Laboratoire de Cancérologie Expérimentale, Institut de Radiobiologie Cellulaire et Moléculaire (IRCM), Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Renouvelables (CEA), 92265 Fontenay aux Roses, France.
Vincent
V
Paget
Laboratoire de Cancérologie Expérimentale, Institut de Radiobiologie Cellulaire et Moléculaire (IRCM), Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Renouvelables (CEA), 92265 Fontenay aux Roses, France.
Sandrine
S
Morel-Altmeyer
Laboratoire de Cancérologie Expérimentale, Institut de Radiobiologie Cellulaire et Moléculaire (IRCM), Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Renouvelables (CEA), 92265 Fontenay aux Roses, France.|Laboratoire de Radiopathologie et de Thérapies Expérimentales, Institut de Radioprotection et de Sureté Nucléaire (IRSN), 92265 Fontenay aux Roses, France.
Olivier
O
Guipaud
Service de Spectrométrie de Masse, INRA Theix, 63122 St Genès Champanelle, France.
Christophe
C
Chambon
UMR 1331 TOXALIM, INRA/INP/UPS, F-31027 Toulouse, France.
Bernard
B
Salles
Service d'Hématologie Biologique, Hôpital Pitié-Salpêtrière, 75000 Paris, France.
Karim
K
Maloum
Service d'Hématologie Biologique, Hôpital Pitié-Salpêtrière, 75000 Paris, France.|Université Pierre et Marie Curie, Paris VI, INSERM, UMR-S 872, Programmed Cell Death and Physiopathology of Tumor Cells, Centre de Recherche des Cordeliers 75000 Paris, France.
Hélène
H
Merle-Béral
Laboratoire de Cancérologie Expérimentale, Institut de Radiobiologie Cellulaire et Moléculaire (IRCM), Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Renouvelables (CEA), 92265 Fontenay aux Roses, France.
Sylvie
S
Chevillard
Laboratoire de Cancérologie Expérimentale, Institut de Radiobiologie Cellulaire et Moléculaire (IRCM), Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Renouvelables (CEA), 92265 Fontenay aux Roses, France.
Jozo
J
Delic
D034961:Antigens, Nuclear / Q000378:metabolism*; D015153:Blotting, Western; D045744:Cell Line, Tumor; D020552:Comet Assay; D059766:DNA End-Joining Repair / Q000235:genetics*; D004260:DNA Repair; D004268:DNA-Binding Proteins / Q000378:metabolism*; D019008:Drug Resistance, Neoplasm / Q000235:genetics*; D015180:Electrophoresis, Gel, Two-Dimensional; D005434:Flow Cytometry; D005455:Fluorescent Antibody Technique; D006801:Humans; D047468:Immunoprecipitation; D000072200:Ku Autoantigen; D015451:Leukemia, Lymphocytic, Chronic, B-Cell / Q000235:genetics*; D013058:Mass Spectrometry; D010766:Phosphorylation; D020033:Protein Isoforms / Q000235:genetics; D034741:RNA, Small Interfering; D014162:Transfection
D034961:Antigens, Nuclear; D004268:DNA-Binding Proteins; D020033:Protein Isoforms; D034741:RNA, Small Interfering; C000606509:Xrcc6 protein, human; D000072200:Ku Autoantigen
CLL; DNA repair kinetic; c-NHEJ; gamma-H2AX/ATM/DNA-PKcs; phospho-Ku70