Projet ANR-13-BSV8-0003 – PIRRAT : Implication de PARG dans la réparation, la réplication et la transcription
Programme : Blanc - SVSE 8 - Biochimie, biologie moléculaire et structurale (Blanc SVSE 8) 2013
Année de financement : 2013
Coordinateur du projet : Madame Valérie SCHREIBER (Biotechnologie et Signalisation Cellulaire-CNRS-UdS)
Partenaires : Institut de Recherche de L’École de Biotechnologie de Strasbourg; Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire
Montant : 340000.0 euros
Date de début : 2014
Durée : 42 mois
Résumé : La poly(ADP-ribosyl)ation (PARylation) est une modification post-traductionelle de protéines médiée par les poly(ADP-ribose) polymérases (PARPs). Ces enzymes utilisent le NAD+ comme substrat et catalysent la synthèse d’un polymère branché d’ADP-ribose, le poly(ADP-ribose) (PAR), sur un ensemble de protéines acceptrices. La PARylation, en accélérant la réparation des cassures de l’ADN, a initialement été décrite comme un acte de survie dans la réponse cellulaire aux dommages à l’ADN. Le taux de PAR cellulaire est régulé par les PARPs et par l’enzyme qui dégrade le PAR, la poly(ADP-ribose) glycohydrolase (PARG), contrôlant la balance vie-et-mort dans la réponse cellulaire aux dommages à l’ADN. La PARylation, outre son rôle essentiel dans le maintien de la stabilité du génome, intervient dans de nombreux processus cellulaires tels que l’expression des gènes, l’organisation de la chromatine, la progression du cycle cellulaire ou encore la différenciation cellulaire. Le rôle de PARP-1 dans ces processus est largement documenté, contrairement à celui de PARG, bien moins étudié. S’il existe 17 gènes PARP différents, il n’existe qu’un gène PARG, mais qui code pour plusieurs isoformes présentant des localisations subcellulaires diverses : nucléaire, cytoplasmique et mitochondriale. Le rôle relatif de ces isoformes n’est pas encore connu. Ces multiples isoformes, ainsi que la létalité embryonnaire de la souris invalidée pour l’expression de toutes ces isoformes simultanément, compliquent considérablement l’étude de la fonction biologique et physiologique de la PARG. Par ailleurs, il apparaît que, bien qu’ayant des activités antagonistes dans le métabolisme du PAR, PARP-1 et PARG n’ont pas nécessairement des fonctions antagonistes dans la cellule. Il reste donc à élucider comment la PARG contribue à la régulation dynamique de la PARylation afin de contrôler finement les processus cellulaires qui impliquent cette modification post-traductionnelle.
Dans cet contexte, des avancées significatives ont déjà été obtenues par les partenaires de ce projet : le Partenaire 1 a montré que l’absence de PARG augmente la radio-sensibilité et affecte la réparation des cassures simple et double brin de l’ADN (Amé et al, 2009, J. Cell Sci. 122, 1990-2002). Le Partenaire 1 a également révélé un lien fonctionnel entre PARG et le facteur de réparation/réplication PCNA, montrant que cette interaction participe au recrutement de PARG au site d’ADN endommagé et aux foyers de réplication (Mortusewicz et al, 2011, Nucleic Acids Res. 39, 5045-56). Enfin, les Partenaires 1 et 2 ont récemment démontré le rôle crucial de PARG dans la transactivation des gènes médiée par le récepteur à l’acide rétinoïque (Le May et al, 2012, Mol Cell 48, 785-98). 
Le projet proposé a pour but de caractériser le rôle de PARG et de la PARylation dans la réparation, la réplication et la transcription. Pour cela, les Partenaires 1 et 2 vont générer un ensemble d’outils cellulaires originaux, qui, combinés à leur expertise dans l’étude de la réparation de l’ADN, de la réplication et de la transcription, vont leur permettre de : 
-	déterminer le rôle de PARG dans la réponse cellulaire au stress réplicatif (Partenaire 1)
-	déterminer le rôle de PARG dans la régulation de la transcription dans un modèle bien établi de re-programmation transcriptionnelle, qui opère lorsque les cellules ES de souris sont traitées par de l’acide rétinoïque pour être différenciées en neurones (Partenaire 2)
-	caractériser l’interaction fonctionnelle entre PARG et PCNA et déterminer son implication éventuelle dans la réparation, la réplication ou la transcription (Partenaire 1).
Le projet proposé apportera des connaissances fondamentales sur le rôle de l’enzyme majeure de dégradation du PAR, la PARG, encore peu documentée, dans les processus que sont la réparation, la réplication et la transcription.