GADD45α modulates DNA methylation induced by DNA damage during homologous recombination

Homologous recombination is one of the major pathways for repairing DNA double strand breaks, the most deleterious of DNA lesions. Recent studies suggest that DNA methylation events target homologous recombination segments; however, the underlying mechanism of DNA methylation during homologous recombination is not understood. In this work, we show that GADD45α, a protein involved in cell cycle control, growth arrest, and apoptosis, plays some role in the epigenetic of homologous recombination. Specifi cally, it is suggested that dimerization of GADD45α monomers is required. Several point mutants of GADD45α were constructed and analyzed to show defects in self-association. Among them, the GADD45α mutant, CE83AA, lacked the ability to dimerize or oligomerize, which suppressed DNA methylation at homologous recombination sites in vivo. Based on this, we propose a model in which the dimerization (or oligomerization) of GADD45α is involved in strand specifi c DNA methylation that attends homologous recombination. Keywords— DNA damage, DNA methylation, GADD45α, Homologous recombination. Resumen— La recombinación homóloga es una de las principales vías para la reparación de la ruptura de doble cadena del ADN, la más grave de las lesiones del ADN. Estudios recientes sugieren que la metilación del ADN apunta hacia segmentos de recombinación homóloga; sin embargo, el mecanismo de metilación del ADN durante la recombinación homóloga no es claro. En este estudio, mostramos que GADD45α, una proteína que se encuentra relacionada con el control del ciclo celular, el ceso del crecimiento y la apoptosis, juega un papel en la epigenética de la recombinación homóloga. Específi camente, se ha sugerido que es requerido un dímero de monómeros de GADD45α. Varios puntos mutantes de GADD45α fueron construidos y analizados para mostrar defectos en la libre asociación. Entre ellos, el mutante GADD45α, CE83AA, carecía de la habilidad de dimerización u oligomerización, lo cual suprimió in vivo la metilación del ADN en los sitios de recombinación homóloga. Con base en esto, proponemos un modelo en el cual la dimerización (u oligomerización) de GADD45α está involucrada en la cadena específi ca de metilación del ADN que lleva a la recombinación homóloga. Palabras clave— Daño del ADN, Metilación del ADN, GADD45α, Recombinación homóloga. Revista Ingeniería Biomédica ISSN 1909–9762, volumen 3, número 5, enero-junio 2009, págs. 50-58 Escuela de Ingeniería de Antioquia–Universidad CES, Medellín, Colombia Ψ Contact e-mail: [email protected] 51 López S.M. et al. GADD45α, DNA methylation and HR