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H2AX: tailoring histone H2A for chromatin-dependent genomic integrity

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During the last decade, chromatin research has been focusing on the role of histone variability as a modulator of chromatin structure and function. Histone variability can be the result of either post-translational modifications or intrinsic variation at the primary structure level: histone variants. In this review, we center our attention on one of the most extensively characterized of such histone variants in recent years, histone H2AX. The molecular phylogeny of this variant seems to have run in parallel with that of the major canonical somatic H2A1 in eukaryotes. Functionally, H2AX appears to be mainly associated with maintaining the genome integrity by participating in the repair of the double-stranded DNA breaks exogenously introduced by environmental damage (ionizing radiation, chemicals) or in the process of homologous recombination during meiosis. At the structural level, these processes involve the phosphorylation of serine at the SQE motif, which is present at the very end of the C-terminal domain of H2AX, and possibly other PTMs, some of which have recently started to be defined. We discuss a model to account for how these H2AX PTMs in conjunction with chromatin remodeling complexes (such as INO80 and SWRI) can modify chromatin structure (remodeling) to support the DNA unraveling ultimately required for DNA repair.Key words: H2AX, DNA repair, double-stranded DNA breaks, phosphorylation.

Au cours de la dernière décennie, la recherche sur la chromatine s'est concentré sur le(s) rôle(s) de la variabilité des histones en tant que modulateurs de la structure et de la fonction de la chromatine. La variabilité des histones peut résulter soit de modifications post-traductionnelles ou de variations intrinsèques au niveau de la structure primaire : les variants d'histones. Dans cette revue, nous porterons notre attention sur un des variants d'histone le plus exhaustivement caractérisé au cours des dernières années, l'histone H2AX. La phylogénie moléculaire de ce variant semble avoir évolué en parallèle avec celle de H2A1, une histone somatique de référence chez les eucaryotes. D'un point de vue fonctionnel, H2AX semble être principalement associé au maintien de l'intégrité du génome, au moyen de sa participation à la réparation les bris double-brin à l'ADN, introduits de façon exogène par un dommage environnemental (radiation ionisante, produits chimiques), ou dans le processus de recombinaison homologue durant la méiose. Au plan structurel, ces processus impliquent la phosphorylation d'une sérine associée au motif SQE présent à l'extrémité du domaine C-terminal de H2AX et impliquent possiblement d'autres modifications post-traductionnelles (MPT) dont certaines commencent seulement à être définies. Nous discutons d'un modèle conçu pour expliquer comment ces MPT d'H2AX, conjointement avec les complexes de remodelage de la chromatine (comme INO80 et SWRI), peuvent modifier la structure de la chromatine (remodelage) pour permettre le déroulement de l'ADN finalement requis pour la réparation de l'ADN.Mots clés : H2AX, la réparation de l'ADN, les bris double-brin à l'ADN, la phosphorylation.[Traduit par la Rédaction]
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Document Type: Research Article

Publication date: August 1, 2005

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