Five repair pathways in one context: chromatin modification during DNA repair

摘要

The eukaryotic cell is faced with more than 10 000 various kinds of DNA lesions per day. Failure to repair such lesions can lead to mutations, genomic instability, or cell death. Therefore, cells have developed 5 major repair pathways in which different kinds of DNA damage can be detected and repaired: homologous recombination, nonhomologous end joining, nucleotide excision repair, base excision repair, and mismatch repair. However, the efficient repair of DNA damage is complicated by the fact that the genomic DNA is packaged through histone and nonhistone proteins into chromatin, a highly condensed structure that hinders DNA accessibility and its subsequent repair. Therefore, the cellular repair machinery has to circumvent this natural barrier to gain access to the damaged site in a timely manner. Repair of DNA lesions in the context of chromatin occurs with the assistance of ATP-dependent chromatin-remodeling enzymes and histone-modifying enzymes, which allow access of the necessary repair factors to the lesion. Here we review recent studies that elucidate the interplay between chromatin modifiers / remodelers and the major DNA repair pathways.La cellule eucaryote doit faire face à plus de 10,000 sortes de lésions à l'ADN par jour. Une incapacité à réparer ces lésions peut conduire à des mutations, à l'instabilité génomique, ou à la mort de la cellule. Ainsi, les cellules ont développé 5 voies de réparation principales, la recombinaison homologue, la ligature d'extrémités non homologues, la réparation par excision de nucléotides, la réparation par excision de base et la réparation des mésappariements, par lesquels différents types de dommages à l'ADN peuvent être détectés et réparés. Cependant, une réparation efficace des dommages à l'ADN est compliquée par le fait que l'ADN génomique est empaqueté avec les histones et les protéines non histones dans la chromatine, une structure hautement condensée qui bloque l'accessibilité à l'ADN et sa réparation subséquente. En conséquence, la machinerie de réparation cellulaire doit contourner cette barrière naturelle afin d'avoir rapidement accès au site endommagé. La réparation des lésions à l'ADN dans le contexte de la chromatine se réalise avec l'aide d'enzymes de remodelage de la chromatine dépendantes de l'ATP et des enzymes de modification des histones, qui permettent aux facteurs de réparation nécessaires d'avoir accès à la lésion. Nous passons ici en revue les études récentes qui élucident les interactions entre les agents qui modifient ou remodèlent la chromatine et les principales voies de réparation d'ADN.