La DNA Ligase 1 : une enzyme impliquée dans deux processus cellulaires fondamentaux

Japon

Brève
Japon | Biologie : médecine, santé, pharmacie, biotechnologie
1er décembre 2017

Un projet de collaboration scientifique porté par une équipe du Centre Epigénétique et Destin Cellulaire de Paris en collaboration avec des scientifiques du RIKEN Cellular Memory Laboratory a permis de révéler le rôle-clé d’une enzyme humaine dans deux processus cellulaires fondamentaux : la réplication de l’ADN et sa méthylation.

Au cours de chaque cycle cellulaire, l’information génétique, qui correspond à la séquence des acides nucléiques, est dupliquée pour ensuite être répartie équitablement au sein des cellules filles résultantes. Dans cette étape de réplication, un autre type d’information doit être reproduit et transmis aux cellules filles, c’est l’information épigénétique, elle constitue la signature identitaire de la cellule-mère. Les parties méthylées de l’ADN sont une des marques essentielles de l’information épigénétique.

Dans ce processus de re-méthylation de l’ADN répliqué, la protéine UHRF1 est connue pour sa capacité à se lier à l’ADN demi-méthylé mais beaucoup de questions demeurent que ce soit pour expliquer comment UHRF1 reconnait spécifiquement l’ADN partiellement méthylé ou pour connaître quelles sont les autres protéines recrutées pour effectuer la re-méthylation.

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L’étude réalisée par l’équipe du Centre Epigénétique et Destin Cellulaire de l’université Paris Diderot et les chercheurs du RIKEN Cellular Memory Laboratory montre que la DNA Ligase 1, dont le rôle dans la réplication de l’ADN est avéré, possède un motif méthylé similaire aux histones, lui permettant d’interagir avec UHRF1 pour guider cette dernière vers les sites de réplication de l’ADN. Ce mécanisme cellulaire assure le transfert de l’information épigénétique portée par la méthylation de l’ADN sur les parties du génome tout juste répliquées.


© Pierre-Antoine Defossez

Le professeur Yoichi Shikai (RIKEN Cellular Memory Laboratory), le professeur Pierre-Antoine Defossez (Centre Epigénétique et Destin Cellulaire, Université Paris Diderot) et d’autres scientifiques japonais (RIKEN Center for Sustainable Resource Science) ont collaboré pour répondre à ces interrogations. Ensemble, ils ont pu isoler la protéine humaine UHRF1 et mettre en évidence le complexe formé par les autres protéines qui interagissent avec, dont la DNA Ligase 1, une enzyme importante de la réplication et de la réparation de l’ADN. Ils ont même réussi à identifier le site exact de liaison entre la DNA Ligase 1 et la protéine UHRF1.

Ces travaux, en apportant la preuve que la DNA Ligase 1 intervient dans la méthylation de l’ADN en plus de son rôle dans la réplication, ouvrent la voie pour des investigations quant à son potentiel thérapeutique anti-cancéreux. En effet, le développement de nombreux cancers dépendent sensiblement de la méthylation de l’ADN.

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Référence : Ferry L., et al. Methylation of DNA ligase 1 by G9a/GLP recruits UHFR1 to replicating DNA methylation. Molecular Cell. 2017.

Rédaction : Thibaut Dutruel, ch.mission.sdv chez ambafrance-jp.org

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