DNA Doppelstrangbrüche (DSBs) sind die größte Gefahr für die genomische Integrität. Die Mehrheit aller DSBs wird durch die kanonische nicht-homologe Endverknüpfung (c-NHEJ) repariert, bei der die beiden Bruchenden nach minimaler Prozessierung miteinander verknüpft werden. Manche Studien suggerieren, dass c-NHEJ durch Sequenzmodifikationen und/oder die Fehlverknüpfung zweier separater DSBs fehlerbehaftet sein kann. Solche genomische Umlagerungen sind eine treibende Kraft der Karzinogenese. Allerdings bleibt die Entstehung dieser Umlagerungen ungewiss, denn andere Studien assoziieren genomische Umlagerungen mit alternativer Endverknüpfung (alt-EJ) und resektionsfördernden Faktoren. Die Beteiligung von Resektion führt während des alt-EJ zu dem Verlust genetischer Informationen. Jedoch gibt es Hinweise, dass alt-EJ in humanen Zellen nur eine Rolle spielt, wenn diese nicht über bestimmte Reparaturproteine verfügen. Dies ist bei Gendefekten und in Tumorzellen der Fall. Daher bleibt unklar, wie in humanen Wildtyp-Zellen mutagene Endverknüpfung, welche zu genomischen Umlagerungen führt, stattfindet und reguliert wird. Um diese Frage zu beantworten, wurde die mutagene Endverknüpfungsreparatur in dieser Studie mittels eines Reporter-Assays in Kombination mit anderen molekularbiologischen Analysemethoden untersucht. Dieser Reporter-Assay misst die Fehlverknüpfung zweier 3,2 Kilobasen entfernter DSB-Enden, die durch den Verlust des dazwischenliegenden Fragmentes entsteht. Zusätzlich wurden die Sequenzveränderungen an den fehlverknüpften Bruchstellen analysiert und die Gesamtreparatur untersucht. Außerdem wurden zwei Ansätze gewählt, um zu verstehen unter welchen Bedingungen fehlerbehaftete Endverknüpfung in humanen Wildtyp-Zellen stattfindet: die Fehlverknüpfung von DSBs wurde zwischen verschiedenen Reporter-Assays verglichen und Interaktionen von Proteinen, die in diesem Reparaturweg beteiligt sind, wurden analysiert. Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass voneinander entfernt liegende DSB-Enden durch einen bisher unbeschriebenen langsamen Reparaturmechanismus fehlverknüpft werden, der spezifisch für die G1 Phase des Zellzyklus ist. Die fehlverknüpften Bruchstellen sind häufig mit Sequenzveränderungen assoziiert, vor allem mit kurzen Deletionen (unter 50 Nukleotide). Diese Deletionen resultieren aus limitierter Resektion. Überraschenderweise werden die DSB-Enden in diesem unbeschriebenen Reparaturweg durch KU geschützt, einem Kernfaktor des c-NHEJ. Dieses Merkmal unterscheidet diesen Endverknüpfungsprozess von allen zuvor beschriebenen Reparaturwegen, bei denen Resektion involviert ist. Tatsächlich führt die Abwesenheit von KU oder des Antiresektionsfaktors 53BP1 zu vermehrten genomischen Umlagerungen durch alt-EJ. Daher sind c-NHEJ-Faktoren ausschlaggebend in diesem neuen Reparaturweg, um zu gewährleisten, dass die Resektion limitiert bleibt. Resektionsabhängiges c-NHEJ wird durch die Aktivierung des Resektionsfaktors CtIP initiiert. Dies wird mittels Phosphorylierung durch die Kinase PLK3 an Ser327, Thr849 und vermutlich weiteren Stellen erreicht. Darauffolgend interagiert das an Ser327-phosphorylierte CtIP mit dem Pro-Resektionsfaktor BRCA1. Vergleichbar zu seiner Rolle in der S/G2 Phase, scheint die BRCA1-CtIP Interaktion wichtig zu sein, um die 53BP1-Resektionsbarriere zu überwinden. Die Resektion wird von der Exonuklease EXO1 durchgeführt. Obwohl EXD2 und MRE11 auch involviert sind, ist die Endonukleasefunktion von MRE11 entbehrlich für diesen Reparaturweg, was daraufhin deutet, dass die Resektion vom DSB-Ende durchgeführt wird. Dies ist ein entscheidender Schritt um die Resektion zu limitieren, denn der endonukleolytische Schnitt durch MRE11 überwindet in anderen Resektionsprozessen geschützte oder blockierte DSB-Enden und generiert so große einzelsträngige DNA-Überhänge. Folglich ist die Initiierung und Durchführung der Resektion in diesem neuen Reparaturweg fein abgestimmt um sicherzustellen, dass die Resektion limitiert bleibt. Bemerkenswerterweise führt die Beeinträchtigung von Faktoren, die an der Initiierung oder Durchführung der Resektion beteiligt sind, nicht zu unreparierten DSBs. Dies deutet darauf hin, dass ohne diese Faktoren ein Wechsel des Reparaturweges stattfindet. Obwohl die Abwesenheit dieses neuen fehlerbehafteten Reparaturwegs in weniger genomischen Umlagerungen resultiert, sind die verbleibenden Umlagerungen mit schlimmeren Sequenzmodifikationen verbunden, inklusive längeren Deletionen. Der limitierte Resektionsprozess in diesem neuen Reparaturweg führt zu kurzen einzelsträngigen Bereichen, die intermediäre Strukturen ausbilden. Diese Strukturen müssen durch die Endonukleaseaktivität von ARTEMIS aufgelöst werden, was von ihrer Interaktion mit DNA-PKcs abhängig ist, einer Kernkomponente des c-NHEJ. Folglich sind ARTEMIS und DNA-PKcs unentbehrlich sobald Resektion stattgefunden hat. Die Bruchstellen werden zumeist unter der Verwendung von Mikrohomologien verknüpft und erfordern daher das Auffüllen der einzelsträngigen DNA-Bereiche durch Polymerasen. POL, welche mit Mikrohomologien in Verbindung gebracht wird, agiert in diesem Reparaturweg aber auch die c-NHEJ-assoziierten Polymerasen POL/ sind involviert. Der Ligationsschritt wird von der c-NHEJ Ligase LIG4 durchgeführt und nicht von LIG1/3, welche DSB-Enden während alt-EJ ligieren. Zusammengefasst beschränkt dieser neue Reparaturweg trotz seiner fehlerbehafteten Charakteristiken den Verlust von genetischen Informationen an fehlverknüpften Bruchenden auf ein Minimum. Dies wird erreicht durch die Verknüpfung der Bruchstellen unter der Verwendung von Mikrohomologien, durch die Limitierung der Resektion mithilfe von c-NHEJ Faktoren, sowie mittels der Verhinderung eines endonukleolytischen Schnitts durch MRE11. Zusammengefasst charakterisiert diese Studie einen neuen, G1-spezifischen, mutagenen, resektionsabhängigen c-NHEJ Weg in humanen Zellen. Zusätzlich zeigt die Studie, wie Protein-Protein Interaktionen die Entscheidung beeinflussen, diesen DSB-Reparaturweg zu benutzen. Die Kombination von Resektion und c-NHEJ-Faktoren ist ein einzigartiges Merkmal dieses Reparaturwegs, da bisher angenommen wurde, dass sich diese Prozesse gegenseitig ausschließen. Darüber hinaus verdeutlicht die Entdeckung dieses Reparaturweges, dass alt-EJ eine Ansammlung von Backup-Mechanismen ist, um für fehlende Reparaturproteine zu kompensieren. Folglich vereint dieser neue Reparaturweg in der fortlaufenden Diskussion wie genomischen Umlagerungen entstehen, die widersprüchlichen Beobachtungen anderer Studien.