External seminar - Ian Carter-O'Connell, Santa Clara University
Invited by Sébastien Huet, Ian Carter-O'Connell will present their work on ADP-ribosylation and its role in human physiology and diseases such as cancer.
Mapping the Fragile Signal: Optimized Chemical Biology Tools for Deciphering PARP14 Regulation
ADP-ribosylation (ADPr) is a versatile post-translational modification that serves as a critical signaling language in both cellular physiology and disease. However, "reading" this language remains a significant challenge in chemical biology due to the inherent instability of the chemical bonds - particularly the labile ester linkages formed on glutamate (Glu) and aspartate (Asp) residues. In our laboratory, which is powered exclusively by undergraduate researchers, we focus on developing robust tools to capture these transient signals and understand their roles in human health.
A common strategy to stabilize these modifications involves the use of hydroxylamine (HA) to replace the ADPr moiety with a stable hydroxamic acid "tag" (+15 Da). While widely used, this method is often plagued by non-specific labeling and competing hydrolysis, which can lead to false positives and lost data. To address these limitations, we have optimized a mass spectrometry (MS) workflow utilizing an ultrathin matrix-assisted laser-desorption/ionization (TLC-MALDI) time-of-flight (TOF) approach.
Our optimized conditions prioritize the HA attack over background hydrolysis, doubling labeling efficiency and ensuring complete conversion within one hour. We applied this refined workflow to the macrodomain-containing protein PARP14, a key regulator in immune response and oncology. Our efforts identified nine automodification sites; six of which were previously unknown. Subsequent mutagenesis studies revealed that these sites act as a sophisticated regulatory "switchboard," with specific modifications capable of either up-regulating or down-regulating PARP14 activity. This work not only provides a more accurate toolkit for the ADPr community but also offers new insights into how PARP14-driven signaling is tuned at the molecular level.
Contact: Sébastien Huet
Biology & Health
Séminaire externe - Ian Carter-O'Connell, Santa Clara University
Invité par Sébastien Huet, Ian Carter-O'Connell présentera ses travaux sur l'ADP-ribosylation et son rôle en physiologie humaine et dans des maladies comme le cancer.
Cartographie d'un signal fragile : outils de biologie chimique optimisés pour décrypter la régulation de PARP14
L’ADP-ribosylation (ADPr) est une modification post-traductionnelle polyvalente qui constitue un langage de signalisation clé dans la physiologie cellulaire et les pathologies. Cependant, le « décodage » de ce langage reste un défi majeur en biologie chimique en raison de l’instabilité intrinsèque des liaisons chimiques impliquées, notamment les liaisons ester labiles formées sur les résidus glutamate (Glu) et aspartate (Asp). Dans notre laboratoire, entièrement animé par des étudiants de premier cycle, nous nous concentrons sur le développement d’outils robustes pour capturer ces signaux transitoires et élucider leur rôle dans la santé humaine.
Une stratégie courante pour stabiliser ces modifications consiste à utiliser l’hydroxylamine (HA) afin de remplacer le motif ADPr par une étiquette acide hydroxamique stable (+15 Da). Bien que largement employée, cette méthode souffre souvent de marquages non spécifiques et d’une hydrolyse compétitive, pouvant entraîner des faux positifs et une perte de données. Pour surmonter ces limites, nous avons optimisé un protocole de spectrométrie de masse (SM) utilisant une approche TLC-MALDI-TOF (désorption/ionisation laser assistée par matrice sur couche ultra-mince).
Nos conditions optimisées favorisent l’attaque par la HA plutôt que l’hydrolyse spontanée, doublant l’efficacité du marquage et garantissant une conversion complète en moins d’une heure. Nous avons appliqué ce protocole amélioré à la protéine PARP14, contenant un macrodomaine et jouant un rôle central dans la réponse immunitaire et l’oncologie. Nos travaux ont permis d’identifier neuf sites d’automodification, dont six inédits. Des études de mutagénèse dirigées ont ensuite révélé que ces sites fonctionnent comme un « tableau de commande » régulateur complexe : certaines modifications peuvent activer ou inhiber l’activité de PARP14. Ce travail non seulement fournit une boîte à outils plus précise pour la communauté de l’ADPr, mais offre également de nouvelles perspectives sur la manière dont la signalisation médiée par PARP14 est finement régulée au niveau moléculaire.
Contact : Sébastien Huet
Biologie & Santé
