Projet ANR-07-BLAN-0350 – IniToResGenStab : Mitotic stability of genomes: From initiation to resolution of homologous recombination
Programme : Blanc (BLANC) 2007
Année de financement : 2007
Coordinateur du projet : Monsieur Serge GANGLOFF (COMMISSARIAT ENERGIE ATOMIQUE CENTRE DE FONTENAY AUX ROSES)
Partenaires : Centre national de la recherche scientifique; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives; Université Paris-Sud
Montant : 450000.0 euros
Date de début : 2007
Durée : 48 mois
Résumé : Le maintien de l'intégrité du génome est crucial pour la survie de la cellule au cours de sa croissance somatique. La recombinaison homologue constitue un acteur central de cette stabilité. Elle est essentielle à la réparation des cassures double-chaîne de l'ADN qui sont programmées, comme au cours de la méiose ou de l'interconversion du signe sexuel chez la levure. Elle est également impliquée dans la maturation des cassures de chaîne (simples ou doubles) formées accidentellement au cours de la croissance végétative. Cependant la recombinaison homologue peut malheureusement aussi quelquefois conduire à la formation d'intermédiaires toxiques et à des réarrangements délétères du génome lorsqu'elle n'est pas correctement contrôlée, comme cela survient dans certains cancers. Les mécanismes de recombinaison homologue ont fait l'objet d'études au sein de nombreuses espèces qui vont de la bactérie jusqu'à l'homme en passant par les archaea et les levures, ce qui a révélé leur caractère ubiquitaire. Le complexe Rad50/Mre11 est conservé au cours de l'évolution et joue un rôle clé dans dans la réparation des cassures double-brin de l'ADN par recombinaison homologue et illégitime. Malgré ce rôle central, le mode d'action de ce complexe n'est pas totalement élucidé. In vitro, ce complexe est à la fois associé à une fonction mécanique permettant le maintien de molécules d'ADN à proximité et à des activités nucléases. Toutefois, ces activités ne permettent pas de comprendre certaines fonctions assurées par le complexe in vivo, en particulier l'initiation de la recombinaison homologue et ceci suggère que d'autres partenaires encore inconnus pourraient donc lui être associés. Les étapes plus tardives du processus (celles qui font suite à la recherche d'homologie et à l'envahissement de brin) sont elles aussi assez mal comprises mais impliquent les hélicases Sgs1 et Srs2. A ce jour, aucun gène dont l'activité est impliquée dans la phase de résolution n'a été identifié chez les eucaryotes. Les objectifs de ce projet visent à définir et caractériser les intervenants dans deux étapes de la recombinaison homologue : D'une part, l'étape d'initiation qui sera étudiée chez les archaebactéries hyperthermophiles. Chez ces organismes, deux partenaires potentiels du complexe Rad50/Mre11 ont été récemment identifiés par le laboratoire de C. Elie. -  -  Ces partenaires correspondent aux prototypes de nouvelles familles de protéines, NurA, une nucléase qui dégrade l'ADN de 5'->3', la direction opposée de l'exonucléase associée à Mre11, et HerA, une ADN hélicase capable de dérouler l'ADN à partir d'une extension simple-brin 3' et 5' (hélicase bipolaire). Ces résultats suggèrent que les protéines Rad50/Mre11 et NurA/HerA pourraient jouer un rôle essentiel lors de l'initiation de la recombinaison homologue et expliquer la formation des ADN simple-chaîne avec une extrémité 3'OH. Nous étudierons notamment, le mode d'action, la structure et la fonction de ces deux nouvelles familles de protéines, ce qui devrait permettre d'apporter de nouvelles données sur le mécanisme d'action et la fonction du complexe Rad50/Mre11 et établir les relations fonctionnelles qui existent entre ces protéines et d'autres partenaires éventuels. La résolution de la structure des protéines NurA et HerA devrait à terme permettre également la recherche d'analogues fonctionnels chez les eucaryotes. D'autre part, pour comprendre les étapes tardives du processus de recombinaison et les maîtriser en vue d'applications, nos travaux chez la levure Saccharomyces cerevisiae visent à : 1) identifier et caractériser les intermédiaires toxiques de recombinaison formés au cours du métabolisme normal et révélés en l'absence de l'hélicase Srs2, 2) rechercher puis caractériser génétiquement et biochimiquement de nouveaux mutants de SRS2, 3) utiliser un mutant de Pol¿ uniquement affecté dans la synthèse réparatrice pour comprendre l'implication des polymérases dans la réparation par recombinaison et 4) i