Dommages photo-induits des résidus monomériques de la 5-méthylcytosine de l’ADN par la lumière de l’ultraviolet lointain : rôle de l’oxygène

¹ Department of Pathology, New York University School of Medicine, 550 First Avenue, New York, NY 10016, États-Unis.
² CEA, Département de recherche fondamentale sur la matière condensée, SESAM/LAN, F-38054 Grenoble cedex 9, France.

Résumé

Nous avons montré dans des travaux antérieurs que les hydrates de cytosine constituaient les principales lésions photo-induites de l'ADN susceptibles d'être excisées par l'endonucléase III. Il en est de même pour l'hydrate d'uracile, le produit de désamination de la 6-hydroxy-5,6-dihydrocytosine. qui est aussi éliminé de l'ADN par l'activité glycosylasique de l'endonucléase III (1,2). Plus récemment il a été aussi montré que cette même endonucléase III était capable d'exciser les photohydrates de thymine formés par Irradiation UV dans le poly(dA-(³H)dT) (3). Dans la présente étude qui constitue un prolongement de ces différents travaux, nous nous sommes efforcés de rechercher si le photohydrate de 5-méthycytosine pouvait être formé par irradiation UV. Pour cela nous avons synthétisé le substrat (³H-méthyl)poly(dG-mdC).poly(dG-mdC) par incubation du polyCdG-dC).poly(dG-dC) avec la (³H)-S-adénosylméthionine et l'ADN méthylase. Il est Important de noter que l'action de l'endonucléase III sur ce polynucléotide Irradié ne conduit pas à la libération des photohydrates de 5-méthylcytosine et de leurs produits de désamination, à savoir les isomères cis et Irons de la 6-hydroxy-5,6-dihydrothymine. Toutefois, on observe la présence de la base 5-méthylcytosine dans la solution irradiée de (3Hméthyl) poly(dG-mdC).poly(dG-mdC). Il faut aussi ajouter que cette réaction n'est significativement importante qu'en présence d'oxygène. Ces travaux devraient permettre de mieux connaître le rôle biologique des dommages photoinduits de la 5-méthylcytosine.

Abstract

We previously demonstrated that the primary endonuclease III sensitive sites formed in DNA by UV irradiation are cytosine hydrates which are released from the polymer by the DNA glycosylase activity of the repair enzyme. The enzymatic release of uracil hydrate, the deamination product of 6-hydroxy-5,6-dihydrocytosine was also shown (1,2). Ganguly et al (3) subsequently reported that the endonuclease Ill-mediated release of thymine hydrate from UV-irradiated poly(dA-(³H)dT) In light of these results, we asked whether UV irradiation may cause hydration of 5-methylcytosine and whether such a hydrate underwent deamination to 6-hydroxy-5,6-dihydrothymine. For this purpose we irradiated an alternating copolymer containing 5-methylcytosine, (³H-méthyl)poly(dG-mdC). poly(dG-mdC) and incubated It with endonuclease III. It should be noted that no 5-methycytoslne hydrate was released. Instead we observed that non-enzymatically mediated release of both intact 5- methylcytosine and 5-methylcytosine derived material from irradiated DNA. We then irradiated poly(dA-(³H)dT) with endonuclease III in an attempt to detect enzymatically mediated release of thymine hydrate as has been reported. Instead of formation of 6- hydroxy-5,6-dihydrothymine, we observed the direct release of free thymine and thymine derived material similar to that seen with 5-methylcytsine polymer. Such non-enzymatically mediated release was found to be oxygen dependent. In contrast, the photohydration of cytosine was oxygen independent. The UV irradiation of oxygenated cells may result in fragmentation and release of 5-methylcytosine from DNA giving rise to apyrimidinic (AP) sites. The persistence of such AP sites may explain the UV sensitivity of E. coli nthnfo mutants which lack AP endonuclease activity.