Poly(ADP-ribosyl)ation regulates heat shock factor-1 activity and the heat shock response in murine fibroblasts

摘要

Poly(ADP-ribose) polymerase-1 (PARP-1)-dependent poly(ADP-ribose) formation is emerging as a key regulator of transcriptional regulation, even though the targets and underlying molecular mechanisms have not yet been clearly identified. In this study, we gathered information on the role of PARP-1 activity in the heat shock response of mouse fibroblasts. We show that DNA binding of heat shock factor (HSF)-1 was impaired by PARP-1 activity in cellular extracts, and was higher in PARP-1−/− than in PARP-1+/+ cells. No evidence for HSF-1 poly(ADP-ribosyl)ation or PARP-1 interaction was found, but a poly(ADP-ribose) binding motif was identified in the transcription factor amino acid sequence. Consistent with data on HSF-1, the expression of heat-shock protein (HSP)-70 and HSP-27 was facilitated in cells lacking PARP-1. Thermosensitivity, however, was higher in PARP-1−/− than in PARP-1+/+ cells. Accordingly, we report that heat-shocked PARP-1 null fibroblasts showed an increased activation of proapoptotic JNK and decreased transcriptional efficiency of prosurvival NF-κB compared with wild-type counterparts. The data indicate that poly(ADP-ribosyl)ation finely regulates HSF-1 activity, and emphasize the complex role of PARP-1 in the heat-shock response of mammalian cells.La formation de polymères de poly(ADP-ribose) par la poly (ADP-ribose) polymérase 1 (PARP-1) est de plus en plus considérée comme un élément clé de la régulation de la transcription, même si les cibles et les mécanismes qui sous-tendent cette action restent à être clairement identifiés. Dans cette étude, nous avons glané de l'information sur le rôle de l'activité de la PARP-1 dans la réponse au choc thermique chez les fibroblastes de souris. Nous montrons que la liaison à l'ADN du facteur de choc thermique HSF-1 est contrecarrée par l'activité de la PARP-1 dans les extraits cellulaires et que cette liaison est plus élevée dans les cellules PARP-1-/- que dans les cellules PARP-1+/+. Aucune preuve de la poly(ADP-ribosyl)ation de HSF-1 ou d'une interaction avec la PARP-1 n'a été trouvée, mais un motif de liaison de poly (ADP-ribose) a été identifié dans la séquence en acides aminés du facteur de transcription. Dans la logique des résultats obtenus avec HSF-1, l'expression de HSP-70 et de HSP-27 était facilitée dans les cellules sans PARP-1. La thermosensibilité était cependant plus élevée chez les cellules PARP-1-/- que chez les cellules PARP-1+/+. Conséquemment, nous rapportons que les fibroblastes sans PARP-1 soumis à un choc thermique répondent par une augmentation de l'activation de la kinase pro-apoptotique JNK et par une diminution de l'efficacité transcriptionnelle du facteur anti-apoptotique NF-κB, comparativement à leur vis-à-vis sauvages. Ces résultats indiquent que la poly(ADP-ribosyl)ation régule de façon fine l'activité de HSF-1 et réaffirme le rôle complexe de la PARP-1 dans la réponse au choc thermique des cellules mammifères.