Published 2007 | Version v1
Journal article

Different domains of P21Cip1/waf1 regulate DNA replication and DNA repair-associated processes after UV

  • 1. Fundacion Instituto Leloir, Buenos Aires (Argentina). Laboratorio de Ciclo Celular y Estabilidad Genomica
  • 2. Columbia Univ., New York (United States). Dept. of Biological Sciences

Description

Full text: Many genotoxic insults result in p21 up-regulation and p21-dependent cell cycle arrest but UV irradiation triggers p21 proteolysis. The significance of the increased p21 turnover is unclear and might be associated to DNA repair. While the role of p21 in Nucleotide Excision Repair (NER) remains controversial, two recent reports explore its effect on Translesion DNA Synthesis (TLS), a process that avoids replication blockage during S phase. The first report shows that p21 degradation is required for efficient PCNA ubiquitination, a post transcriptional modification that is relevant for TLS. The second report demonstrates that p21 (-/-) cells have increased TLS-associated mutagenic rates. Herein we analyze the effect of p21 on different PCNA-driven processes including DNA replication, NER and TLS. Whereas only the CDK binding domain of p21 is required for cell cycle arrest in unstressed cells; neither the CDK- nor the PCNA-binding domains of p21 are able to block early and late steps of NER. Intriguingly, through its PCNA binding domain, p21 inhibited recruitment of the TLS-polymerase, polη to PCNA foci after UV. Moreover, this obstruction correlates with accumulation of γH2AX and increased apoptosis. Taking together, our data emphasizes the link between p21 turnover and efficient TLS. This might also suggest a potential effect of p21 on other activities of polζ, a DNA polymerase with central roles in other biological scenarios such as genetic conversion, homologous recombination and modulation of the cellular response to genotoxic agents

Abstract (Spanish)

Texto completo: Mientras que diversos tratamientos de estres genotoxico inducen la acumulacion de p21, provocando arresto del ciclo celular, la irradiacion UV promueve la proteolisis de p21. El significado biologico de este fenomeno aun no es claro, pero podria estar ligado a procesos relacionados con la reparacion del ADN. Aunque el rol de p21 en la Reparacion por Escision de Nucleotidos (NER) es controversial, dos reportes recientes sugieren su participacion en la Sintesis de ADN por Translesion (TLS), un proceso que evita el bloqueo de la horquilla durante la replicacion de ADN daniado en la fase S. El primero, revela que la ubiquitinacion de PCNA, una modificacion post-traduccional de PCNA relevante para TLS, requiere la degradacion de p21. El otro, demuestra que celulas p21 -/- presentan mutagenesis elevada asociada a TLS. En este trabajo, estudiamos el efecto de p21 sobre diferentes procesos orquestados por PCNA, tales como la replicacion de ADN, NER y TLS. Encontramos que el dominio de p21 de union a CDKs es el unico responsable del arresto del ciclo celular en celulas no tratadas; mientras que, ni el dominio de unión a CDKs ni el de union a PCNA son capaces de bloquear las etapas tempranas o tardias de NER. Ademas, observamos que la interaccion de p21 con PCNA inhibe el reclutamiento de la polimerasa de TLS, polη, a los focos de PCNA luego UV. Este bloqueo del acceso de polη a las horquillas atascadas se correlaciona con acumulacion del marcador de danio al ADN, γH2AX, y con aumento de apoptosis luego de UV. En conjunto, nuestros datos refuerzan el vinculo entre la degradacion de p21 luego de UV y la eficiencia de TLS. Este efecto de p21 sobre la actividad de polζ seria tambien de importancia en otros escenarios biologicos, dado que varios trabajos recientes sugieren la participacion de esta polimerasa en procesos celulares como conversion genica, recombinacion homologa y modulacion de la respuesta celular a agentes quimioterapeuticos. (autor)

Additional details

Additional titles

Original title (Spanish)
Diferentes dominios de P21 regulan la replicacion y procesos relacionados a la reparacion del ADN luego de irradiacion UV

Publishing Information

Journal Title
Medicina (Buenos Aires)
Journal Volume
67
Journal Issue
suppl.3
Journal Page Range
p. 237
ISSN
0025-7680

Conference

Title
52. Annual scientific meeting of the Argentine Society of Clinical Investigation; 55. Annual scientific meeting of the Argentine Society of Immunology
Original Conference Title
52. Reunion cientifica anual de la Sociedad Argentina de Investigacion Clinica (SAIC)
Dates
21-24 Nov 2007
Place
Mar del Plata (Argentina)

Optional Information

Notes
Oral communications