Projet ANR-14-CE09-0010 – GENOBLOCK : Mécanismes des voies fidèles de tolérance des lésions
Programme : Une nouvelle représentation du vivant (DS0401) 2014
Année de financement : 2014
Coordinateur du projet : Monsieur Vincent Pages (Centre National de la recherche Scientifique délégation Provence et Corse _ Centre de Recherche en Cancérologie de Marseille)
Partenaires : Laboratoire public
Montant : 300000.0 euros
Date de début : 2014
Durée : 60 mois
Résumé : La réplication d’un ADN endommagé est un problème universel auquel tous les organismes doivent faire face pour préserver l’intégrité de leur patrimoine génétique. Les cellules possèdent deux stratégies qui leur permettent de redémarrer une fourche de réplication bloquée : la synthèse translésionnelle (TLS) et les mécanismes de contournement des dommages (Damage Avoidance : DA). Alors que la voie de la TLS est potentiellement mutagène et la source majeure de mutations ponctuelles, les mécanismes du DA qui s’apparentent aux mécanismes de la recombinaison homologue sont eux fidèles. La TLS a été très étudiée au cours des 15 dernières années après la découverte des ADN polymérases spécialisées dites translésionnelles. Par contre, la génétique et les mécanismes moléculaires responsables de la voie du DA restent mal définis. Bien qu’il soit important de comprendre comment surviennent les mutations, il reste essentiel de comprendre les mécanismes utilisés par la cellule pour éviter ces mutations. Particulièrement dans les cellules humaines, où la mutagenèse est responsable d’instabilité génétique, elle-même responsable du vieillissement, et de nombreuses pathologies comme le cancer, des maladies neurodégénératives, etc… De plus, l’équilibre entre TLS et DA est très important puisqu’il définit le niveau de mutagenèse lors de la réplication d’un ADN endommagé.
Le but de notre projet est d'étudier le processus du DA et comment est régulée la répartition entre DA et TLS, en utilisant une méthodologie qui permet d'introduire une lésion unique à un locus spécifique dans le génome d'une cellule vivante. Nous avons récemment publié la preuve de concept et la première série de résultats (Pagès et al. NAR 2012) et montré que suite à une intégration robuste et précise d'un ADN endommagé, notre système permet pour la première fois de suivre à la fois les événements de TLS et de DA qui se produisent in vivo. Plus récemment, nous avons publié un nouvel ensemble de données (Naiman et al., PNAS 2014) où nous montrons que les événements de tolérance des lésions sont exécutées dans un ordre chronologique où la TLS se fait en premier, suivie par le DA.
Les données que nous avons obtenues jusqu'ici prouvent la robustesse de la technique et son grand potentiel que nous voulons exploiter en suivant deux objectifs principaux :
1) Poursuivre l'étude génétique de la tolérance aux dommages de l'ADN et la compréhension des mécanismes moléculaires du DA chez la bactérie. Cette étude nous permettra de mieux comprendre la structure de la fourche de réplication qui rencontre une lésion et par conséquent les mécanismes de tolérance des lésions. En combinant des approches moléculaires in vivo avec une approche génétique, nous allons définir les facteurs responsables des différentes structures possibles de la fourche de réplication. En particulier, nous allons identifier les facteurs impliqués dans les processus fidèles de contournement des dommages et déterminer leur impact sur la structure de la fourche de réplication.
2) Adapter le système aux cellules eucaryotes afin de mieux comprendre toute déréglementation dans l'équilibre entre TLS et DA qui peut conduire à l'instabilité génétique responsable de nombreuses pathologies. Grace à cette approche, nous allons pour la première fois observer les mécanismes de tolérance des lésions (à la fois TLS et DA) pour des lésions spécifiques dans le contexte chromosomique de cellules humaines. Nous serons donc en mesure de comprendre les mécanismes moléculaires de nombreuses pathologies liées à l'instabilité du génome. Ceci est très important car nous allons non seulement élargir les connaissances de base en biologie cellulaire, mais aussi car cette étude nous permettra de découvrir de nouvelles cibles pharmacologiques pour le traitement d'une variété de maladies liées à l’instabilité génétique.