Analyse des modifications de la cytosine après oxydation de l'ADN par digestion enzymatique et HPLC-MS/MS

Abstract

Les dommages à la cytosine, spontanés et induits par des oxydants, sont probablement la principale cause des transitions GC vers AT, la mutation du génome la plus commune chez les organismes aérobiques. Ces dommages sont impliqués dans le processus de mutagenèse, dans le vieillissement et dans le cancer. Les dommages à la cytosine par les oxydants et les radicaux libres sont nombreux et ont été découverts et étudiés dans les monomères de cytosines et dans de courts oligonucléotides. Dans cette étude, nous avons développé une méthode d'analyse par HPLC-MS/MS des plus importants produits d'oxydation de la cytosine dans l'ADN. Cette méthode permet l'analyse de la formation de 5-hydroxy-2'-désoxycytidine (5-OH-dC), de 5,6-dihydroxy-5,6-dihydro-2'-désoxyuridine (dUg), de 1-(2-désoxyribose)-5-hydroxyhydantoïne (HdU) et de 3-(2-désoxyribose)-1-carbamoy1-4,5-dihydroxy-2-oxo-imidazolidine (C422-dC) lors d'irradiation aux rayons gamma par réaction de type fenton et par ozonolyse. Les résultats de l'irradiation de l'ADN aux rayons gamma (en modifications/106bases/Gy) sont de 1.62 pour la 5-OH-dC, de 1.48 pour le dUg, de 7.43 pour la HdU et de 1.38 pour la C422-dC. La réaction de type fenton avec le cuivre donne une formation de dommages environ 25 fois plus grande qu'avec le fer et les deux types (cuivre et fer) donnent des ratios de produits semblables à ceux par les rayons gamma avec une augmentation de la 5- OH-dC et une diminution de la HdU. L'exposition .de l'ADN à l'ozone donne une très grande formation de la HdU et une faible formation des autres produits d'oxydation.

Abstract: The damages to cytosine, spontaneous and inducted by oxidants, are probably the principal cause of the GC to AT transition, the most important mutation of the genome for the aerobic organisms. Those damages are involved in the process of mutagenesis, aging and cancer. The damages to cytosine by oxidants and fre radicals are numerous and have been discovered and studied in monomers of cytosine and in short oligonucleotides. In this study, we have developed a analysis method of the most important oxidation products of cytosine in DNA by HPLC-MS/MS. This method allows the analysis of the formation of 5-hydroxy-2'-deoxycytidine (5-OH-dC), de 5,6-dihydroxy-5,6-dihydro-2'-desxyuridine (dUg), de 1-(2-deoxyribose)-5-hydroxyhydantoin (HdU) et de 3-(2-deoxyribose)- 1-carbamoyl-4,5-dihydroxy-2-oxo-imidazolidine (C422-dC) after irradiation by gamma rays, by fenton type reaction and ozonolysis. The results of the irradiation of DNA by gamma rays (in modifications10[indice supérieur 6] bases/Gy) are of 1.62 for 5-OH-dC, of 1.48 for dUg, of 7.43 for HdU and of 1.38 for C422-dC. The fenton type reaction with copper gives a formation of damages about 25 times higher than with ferrous and both kind gives a ratio of formation similar to the the ones by gamma rays with a increase of 5-OH-dC and a decrease of HdU. The exposition of DNA to ozone gives a strong formation of HdU and a small formation of the other modifications.