L'ADN méthyltransférase 1 (DNMT1) est la principale enzyme responsable du maintien des profils de méthylation de l'ADN après la réplication. En reconnaissant préférentiellement les sites CpG hémi-méthylés, la DNMT1 restaure fidèlement la méthylation sur les brins d'ADN nouvellement synthétisés, assurant ainsi la transmission stable de l'information épigénétique. Cette activité est indispensable au développement embryonnaire, à l'empreinte génomique, à l'inactivation du chromosome X et au maintien à long terme de l'intégrité du génome.
Maintien de la méthylation de l'ADN
Au cours de la phase S du cycle cellulaire, la DNMT1 transfère des groupements méthyle de la S-adénosylméthionine (SAM) vers les résidus cytosine non méthylés situés en regard des cytosines méthylées du brin parental. Bien qu'elle soit principalement considérée comme une méthyltransférase de maintien, la DNMT1 peut également catalyser une méthylation de novo dépendante du contexte sur certains loci génomiques, notamment les éléments transposables et les régions de contrôle de l'empreinte génomique.
Régulation et fonctions biologiques
- Interactions protéiques : La DNMT1 agit en coopération avec UHRF1 et PCNA afin d'assurer une transmission fidèle des profils de méthylation au cours de la réplication de l'ADN.
- Régulation épigénétique : Son activité est modulée par diverses modifications post-traductionnelles, notamment la phosphorylation, l'acétylation, l'ubiquitinylation et l'O-GlcNAcylation.
- Importance biologique : La DNMT1 joue un rôle central dans le maintien des cellules souches, le développement du système nerveux, la stabilité du génome et la répression des éléments transposables. Une expression anormale de cette enzyme est impliquée dans de nombreux cancers, les processus liés au vieillissement et diverses anomalies du développement, faisant de la DNMT1 une cible thérapeutique majeure des médicaments épigénétiques tels que l'azacitidine et la décitabine.
