A haploid affair: core histone transitions during spermatogenesis

The process of meiosis reduces a diploid cell to four haploid gametes and is accompanied by extensive recombination. Thus, the dynamics of chromatin during meiosis are significantly different than in mitotic cells. As spermatogenesis progresses, there is a widespread reorganization of the haploid genome followed by extensive DNA compaction. It has become increasingly clear that the dynamic composition of chromatin plays a critical role in the activities of enzymes and processes that act upon it. Therefore, an analysis of the role of histone variants and modifications in these processes may shed light upon the mechanisms involved and the control of chromatin structure in general. Histone variants such as histone H3.3, H2AX, and macroH2A appear to play key roles in the various stages of spermiogenesis, in addition to the specifically modulated acetylation of histone H4 (acH4), ubiquitination of histones H2A and H2B (uH2A, uH2B), and phosphorylation of histone H3 (H3p). This review will examine recent discoveries concerning the role of histone modifications and variants during meiosis and spermatogenesis.Key words: histone variants, histone modifications, chromatin structure, meiosis.

La méiose est un processus au cours duquel une cellule diploïde produit quatre gamètes haploïdes et qui est accompagné d'une importante recombinaison. Ainsi, la dynamique de la chromatine au cours de la méiose est significativement différente de celle observée dans les cellules mitotiques. Au cours de la spermatogenèse, il y a une réorganisation générale du génome haploïde suivie d'un important compactage de l'ADN. Il est de plus en plus évident que la composition dynamique de la chromatine joue un rôle crucial sur les activités des enzymes et des processus qui agissent sur elle. Ainsi, une étude du rôle des variantes des histones et des modifications de ces processus peut nous renseigner sur les mécanismes sous-jacents et sur la régulation de la structure de la chromatine en général. Les variantes des histones, telles les histones H3.3, H2AX et macroH2A, semblent jouer des rôles clés dans les différentes étapes de la spermiogenèse, en plus de l'acétylation modulée de l'histone H4 (acH4), de l'ubiquitinylation des histones H2A et H2B (uH2A, uH2B) et de la phosphorylation de l'histone H3 (H3p). Cet article fait une revue des récentes découvertes concernant le rôle des modifications des histones et de leurs variantes durant la méiose et la spermatogenèse.Mots clés : histones, variantes, modifications, structure de la chromatine, méiose.[Traduit par la Rédaction]