Author: Faraone-Mennella, Maria R.

Source: Biochemistry and Cell Biology, Volume 83, Number 3, June 2005 , pp. 396-404(9)

Publisher: NRC Research Press

Abstract:

Epigenetic states that allow chromatin fidelity inheritance can be mediated by several factors. One of them, histone variants and their modifications (including acetylation, methylation, phosphorylation, poly(ADP-ribosyl)ation, and ubiquitylation) create distinct patterns of signals read by other proteins, and are strictly related to chromatin remodelling, which is necessary for the specific expression of a gene, and for DNA repair, recombination, and replication. In the framework of chromatin-controlling factors, the poly(ADP-ribosyl)ation of nuclear proteins, catalysed by poly(ADP-ribose)polymerases (PARPs), has been implicated in the regulation of both physiological and pathological events (gene expression/amplification, cellular division/differentiation, DNA replication, malignant transformation, and apoptotic cell death). The involvement of PARPs in this scenario has raised doubts about the epigenetic value of poly(ADP-ribosyl)ation, because it is generally activated after DNA damage. However, one emerging view suggests that both the product of this reaction, poly(ADP-ribose), and PARPs, particularly PARP 1, play a fundamental role in recruiting protein targets to specific sites and (or) in interacting physically with structural and regulatory factors, through highly reproducible and inheritable mechanisms, often independent of DNA breaks. The interplay of PARPs with protein factors, and the combinatorial effect of poly(ADPribosyl)ation with other post-translational modifications has shed new light on the potential and versatility of this dynamic reaction.Key words: chromatin, epigenetic, poly(ADP-ribose), PARP.

Les conditions épigénétiques qui permettent l'héritabilité de la fidélité de la chromatine requièrent la médiation de différents facteurs. Entre autres, les variants des histones et leurs modifications (acétylation, méthylation, phosphorylation, poly(ADP-ribosyl)ation, ubiquitination) créent différents patrons de signaux décodés par d'autres protéines, qui sont strictement reliés au remodelage de la chromatine, et qui sont nécessaires pour l'expression spécifique de gènes, la réparation d'ADN, la recombinaison et la réplication. Dans le réseau de facteurs qui contrôlent la chromatine, la poly (ADP-ribosyl)ation de protéines nucléaires, catalysée par les poly(ADP-ribose) polymérases (PARPs) a été impliquée dans la régulation de phénomènes tant physiologiques que pathologiques (expression/amplification génique, division/différenciation cellulaire, réplication d'ADN, ainsi que la transformation maligne et la mort cellulaire par apoptose). Leur implication dans ce vaste scénario a soulevé quelques doutes quant à l'importance épigénétique de la poly(ADP-ribosyl)ation car elle est généralement activée suite à un dommage à l'ADN. Cependant, une idée qui se dégage actuellement indique que tant le produit de cette réaction, le poly (ADP-ribose), que les PARPs, spécialement PARP-1, jouent un rôle fondamental dans le recrutement des protéines cibles à des sites spécifiques et (ou) l'interaction physique avec des facteurs structurels et régulateurs, à travers ces mécanismes hautement reproductibles et héréditaires, souvent indépendants des bris dans l'ADN. Les interactions de la PARP avec des facteurs protéiques et les effets combinés de la poly (ADP-ribosyl)ation avec d'autres modifications post-traductionnelles font la lumière sur le potentiel et la versatilité de cette réaction dynamique.Mots clés : chromatine, épigénétique, poly(ADP-ribose), PARP.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research article

Publication date: 2005-06-01

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