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Poly(ADP-ribose) polymerase-1 (PARP-1) and RNA interference (RNAI) during cell death
L’activation de la poly(ADP-ribose) polymérase-1 (PARP-1) en réponse aux dommages à l’ADN est impliquée dans diverses réponses cellulaires, de la réparation de l’ADN à la mort cellulaire. Dans l'annexe I, nous avons décrit différentes techniques indispensables pour détecter le métabolisme de PARP-1 en réponse aux dommages à l’ADN in vitro et in vivo. Les travaux de cette thèse se concentrent sur le rôle de PARP-1 dans la mort cellulaire. PARP-1 est clivée et inactivée par des caspases pendant l’apoptose ; j’ai donc utilisé une PARP-1 non-clivable pour étudier le rôle de l’activation et de la fragmentation de PARP-1 dans la mort cellulaire induite par les UVB. Nous avons observé que, contrairement aux fibroblastes de peau humaine exprimant la PARP-1, les fibroblastes avec un "knockdown" de PARP-1 sont résistants à l’apoptose induite par les UVB, phénotype pouvant être totalement inversé par ré-expression de PARP-1 sauvage mais pas de PARP-1 non-clivable par les caspases, suggérant un rôle significatif du clivage de PARP-1 en réponse à la mort cellulaire induite par les UVB (chapitre 2). Dans ce contexte, nous avons récemment passé en revue comment les substrats non clivables par des caspases peuvent être utilisés comme outil important pour démystifier le rôle de ce clivage pour la mort comme pour la vie, avec l’exemple spécifique de PARP-1 non-clivable par les caspases (chapitre 3). Curieusement, en utilisant l’ARNi comme outil d’étude du rôle de PARP-1 dans la mort cellulaire, nous avons observé que l’ARNi stable (shRNA) de nombreux gènes, incluant PARP-1, échoue lors de l’apoptose, en raison de l’inactivation catalytique par clivage par une caspase de l’endoribonucléase Dicer-1, indispensable pour la régulation de l’ARNi et des miARN (chapitre 4). Cependant, nous avons découvert que l’ARNi transitoire persiste plusieurs jours même après induction de l’apoptose, soulignant des différences entre les ARNi stable et transitoire dans la dynamique de "knockdown" génétique et dans la dépendance de la fonction de Dicer-1 (chapitre 5). En résumé, mon travail a permis la découverte des avantages et des limites de l’ARNi durant l’apoptose et le rôle de PARP-1 dans la mort cellulaire induite par les UVB
Persistence of Different Forms of Transient RNAi during Apoptosis in Mammalian Cells
Gene silencing by transient or stable RNA-interference (RNAi) is used for the study of apoptosis with an assumption that apoptotic events will not influence RNAi. However, we recently reported that stable RNAi, i.e., a permanent gene-knockdown mediated by shRNA-generating DNA vectors that are integrated in the genome, fails rapidly after induction of apoptosis due to caspase-3-mediated cleavage and inactivation of the endoribonuclease Dicer-1 that is required for conversion of shRNA to siRNA. Since apoptosis studies also increasingly employ transient RNAi models in which apoptosis is induced immediately after a gene is temporarily knocked down within a few days of transfection with RNAi-inducing agents, we examined the impact of apoptosis on various models of transient RNAi. We report here that unlike the stable RNAi, all forms of transient RNAi, whether Dicer-1-independent (by 21mer dsRNA) or Dicer-1-dependent (by 27mer dsRNA or shRNA-generating DNA vector), whether for an exogenous gene GFP or an endogenous gene poly(ADP-ribose) polymerase-1, do not fail for 2–3 days after onset of apoptosis. Our results reflect the differences in dynamics of achieving and maintaining RNAi during the early phase after transfection in the transient RNAi model and the late steady-state phase of gene-knockdown in stable RNAi model. Our results also sound a cautionary note that RNAi status should be frequently validated in the studies involving apoptosis and that while stable RNAi can be safely used for the study of early apoptotic events, transient RNAi is more suitable for the study of both early and late apoptotic events