Étude de la réparation par excision de nucléotides dans le locus des ADN ribosomaux chez la levure Saccharomyces cerevisiae

Abstract

Le but de cette thèse vise à analyser le mécanisme fondamental de réparation par excision de nucléotides (NER) en utilisant le locus particulier de l'ADN ribosomal (ADNr) chez la levure Saccharomyces cerevisiae. La chromatine de l’ADNr est un modèle de choix pour analyser la NER. La NER est le principal mécanisme de réparation des dommages ADN photo-induits par les rayonnements UV chez l'humain comme chez la levure. Les syndromes de Xeroderma Pigmentosum et de Cockayne, associés à des défauts de réparation dans le mécanisme de la NER chez l’humain, présentent des phénotypes de vieillissement prématuré, ou une augmentation du risque de formation de cancer de plus de 2000 fois par rapport à des patients sains. Ainsi, le mécanisme de la NER est un des remparts permettant d’endiguer la formation de mutations à l’origine des cancers, via son activité de maintien de l’intégrité génomique. Les deux sous-voies de la NER vont agir dans des conditions chromatiniennes différentes via une reconnaissance différente du dommage, mais le coeur central du mécanisme reste le même. Notre modèle de la NER propose que la voie de réparation génomique globale (GG-NER) va réparer les photodommages dans les gènes transcriptionnellement inactifs, ainsi que dans le brin non-transcrit des gènes actifs. La voie de réparation couplée à la transcription (TC-NER) va quant à elle être liée à l'activité de transcription, et son activation par la rencontre d'une ARN polymérase en transcription avec un dommage va permettre l’activation de la réparation du brin transcrit des gènes actifs. Lors d'une irradiation aux UVC, les dommages photo-induits vont entrainer la dissociation des ARN polymérases I en transcription dans le locus de l’ADNr, puis un remodelage de la chromatine en aval de celui-ci, sous forme de nucléosomes inhibiteurs de la transcription. Ainsi, la réparation du brin transcrit ne serait plus seulement due à la TC-NER, mais à un mélange de TC-NER et de GG-NER puisque la partie terminale du brin transcrit se trouvera sous forme nucléosomale. Nous nous proposons d'analyser via ce projet l'apport des deux sous-voies de la NER dans la réparation des ADNr après irradiation.

Abstract: This thesis aims to analyze the fundamental mechanism of nucleotides excision repair (NER) in the peculiar locus of ribosomal DNA (rDNA) in a yeast model Saccharomyces cerevisiae. NER is the main mechanism for the removal of DNA photo-induced damages after UV irradiation in humans and yeast. The xeroderma Pigmentosum and Cockayne syndromes associated with repair defects in the mechanism of NER in human exhibit phenotypes of premature aging or an increased risk of cancer formation over 2000 times compared to healthy patients. Thus, the mechanism of NER is one of the ramparts to stop the cancer development, through its activity that maintains genomic integrity. The two subpathways of NER will act in different chromatin conditions by differences in the recognition step of the damage, but the central core of the mechanism remains the same. Thus, the global genomic repair pathway (GG-NER) will repair the photo-damage in the transcriptionally inactive genes as well as in the non-transcribed strand of the active genes. The transcriptioncoupled repair pathway (TC-NER) will be linked to the transcription activity and its activation by the encounter of a RNA polymerase in transcription with a DNA photo-damage will allow the activation of the repair in the transcribed strand of the transcribed genes. During UVC irradiation, the photo-induced damage will cause the dissociation of the RNA polymerase I in transcription and then a remodeling of the chromatin downstream of it, in the form of nucleosomes that are inhibitors of the transcription activity. Thus, the repair of the transcribed strand would no longer be due solely to TC-NER but to a mixture of TCNER and GG-NER since the terminal part of the transcribed strand will be in nucleosomal form. We propose to analyze via this project the contribution of the two sub-pathways of the NER in the repair of the rDNA after irradiation.