Križne veze DNA i proteina (DNA-protein crosslink, DPC) su česta oštećenja DNA koja nastaju ireverzibilnim kovalentnim vezanjem proteina i DNA. Ove glomazne lezije ometaju sve DNA transakcije, pa su stoga posljedice poremećenog popravka DPC oštećenja vrlo ozbiljne. Na staničnoj razini, neispravni popravak uzrokuje lomove DNA, genomsku nestabilnost i staničnu smrt, dok je na razini organizma poremećeni DPC popravak povezan s rakom, starenjem i neurodegeneracijom. Topoizomeraze (TOP) su među najzastupljenijim DPC oštećenjima u stanicama u fiziološkim uvjetima, a induceri TOP-DPC oštećenja kao što su topotekan i etopozid koriste se za liječenje raznih vrsta raka. Tirozil-DNA fosfodiesteraze (TDPs) su enzimi koji uklanjaju umrežene peptidne ostatke topoizomeraze iz DNA, a njihov nedostatak uzrokuje neurološke probleme kod miševa i ljudi. Unatoč mnogim naporima, popravak ovih visoko toksičnih oštećenja DNA još uvijek nije u potpunosti shvaćen. Istražit ćemo (1) koji su proteini ključni za popravak TOP1- i TOP2-DPC in vivo i jesu li epistatični, (2) vezu između TOP-DPC popravka i neuroloških defekata u organizmu s manjkom TDP-a, i (3) akumuliraju li se TOP-DPC u organizmu koji stari. Naš pristup uključuje: (a) utišavanje gena čimbenika popravka TOP-DPC oštećenja: sprtn, acrc, zatt, tex264, apex1, 2 i mre11 i inhibiciju ATPaze p97 i proteasoma u embrijima zebrica divljeg tipa i s nedostatkom Tdp enzima, (b) stvaranje tdp1 i tdp2 dvostrukih mutantnih sojeva zebrica, (c) karakterizaciju DPC profila u različitim pozadinama genske manipulacije u embrijima i različitim tkivima tijekom starenja, i (d) identifikaciju neuroloških promjena uključujući ataksiju, anksioznost, učenje i pamćenje kod odraslih riba s nedostatkom Tdp1 i Tdp2. Predloženi projekt bit će prvi koji će istraživati TOP-DPC popravak na razini organizma. To će poboljšati naše razumijevanje ljudskih bolesti i starenja i moglo bi dovesti do identifikacije novih lijekova za liječenje raka i neuroloških bolesti.