«La polimerasa especializada iota (Pol ι) mantiene la estabilidad genómica previniendo la replicación excesiva de ADN por PrimPol»

Disertante: Bioq. Sofía Venerus Arbilla. Becaria doctoral FFyB-UBA con becas ANPCyT y CONICET.

Lugar de trabajo: Fundación Instituto Leloir.

Directora: Dra. Vanesa Gottifredi

Directora adjunta: Dra. Sabrina Mansilla

Consejera de estudios: Dra. Marta Ana Carballo.

Coordinadores: Dra. Marcela López Nigro y Bioq. Franco Mozcovicz.

Resumen: La replicación del ADN debe adaptarse a moldes imperfectos que son frecuentes aún durante la replicación no perturbada por genotoxinas. Al encontrar ADN dañado, las polimerasas replicativas se atascan, lo que desencadena la activación de una red de señalización que se conoce como DDR (del inglés, DNA damage response, es decir respuesta al daño del ADN). La DDR incluye mecanismos de tolerancia al ADN dañado, como la síntesis de ADN por translesion, TLS (del inglés, Translesion DNA Synthesis) que involucra polimerasas especializadas (TLS-Pols), capaces de replicar ADN utilizando moldes imperfectos. Nuestro laboratorio cuenta con datos que sugieren que una TLS-Pol sin un rol central definido para ningún tipo de lesión hasta el momento, Pol iota, podría ser relevante para la replicación de ADN debido a una función no TLS. Mientras que las polimerasas de TLS generalmente promueven el mantenimiento de la velocidad de síntesis de ADN naciente, Pol iota limita la elongación replicativa sugiriendo que Pol iota no cumple un rol de TLS tradicional. En ausencia de Pol ι, las tasas de replicación de ADN más rápidas no conllevan una regulación positiva de las señales de estrés replicativo. Sin embargo, estos efectos aparentemente inofensivos sobre la dinámica de replicación del ADN fueron acompañados por niveles aumentados de ADN sub-replicado en la fase M (es decir una deuda de síntesis de ADN), aberraciones anafásicas y acumulación de micronúcleos. Contamos con datos que indican que PrimPol—polimerasa de TLS con actividad primasa, capaz sintetizar cebadores de ADN que inician síntesis de ADN en manera independiente de orígenes de replicación, posiblemente río abajo de barreras replicativas—actúa en la horquilla en un contexto Pol iota deficiente, ya que las anomalías de fase M y G1 se rescataron cuando el exceso de elongación del ADN naciente provocado por la depleción de Pol ι fue restaurado al limitar concomitantemente la expresión de PrimPol. Por lo tanto, nuestros resultados revelan que Pol ι contribuye al mantenimiento de la estabilidad genómica al prevenir el exceso de replicación de ADN generado por PrimPol. La síntesis de ADN en ausencia de Pol ι es discontinua, ya que se revelaron brechas utilizando el ensayo de nucleasa S1, lo que respalda aún más la presencia y la acción de PrimPol en la horquilla en ausencia de Pol ι. De acuerdo con esto, tenemos datos de extracción cromatínica que sugieren que la cromatina se enriquece en PrimPol cuando Pol ι está ausente. Pol ι requiere su interacción con PCNA pero no su dominio polimerasa para su función independiente de TLS que contribuye a la optimización de DDR. Todos estos datos sugieren que Pol ι reprime a PrimPol impidiendo su incorporación a la cromatina. Estudios recientes han descripto una competencia entre los mecanismos de tolerancia de repriming (recebado) mediado por PrimPol y de fork reversal (la inversión de la horquilla). PrimPol es una TLS-Pol conocida por su actividad de cebado en la horquilla, y ZRANB3 es un factor clave para promover la inversión de la horquilla. En este trabajo identificamos un papel único de Pol ι en la regulación de la elección entre estas vías. La deficiencia de Pol ι desencadena repriming dependiente de PrimPol, que acelera la replicación del ADN en una vía que es epistática con la caída de expresión de ZRANB3. En el futuro planeamos caracterizar el mecanismo por el cual Pol ι contribuye a la DDR evaluando la relevancia de otros de sus dominios; así como evaluar qué dominios de PrimPol son críticos para desencadenar la inestabilidad genómica en ausencia de Pol ι.