RPA exhaustion as a major cause of genomic instability in polymerase eta-deficient cells

Les agents génotoxiques présents dans l’environnement représentent un danger omniprésent pour l’intégrité de l’ADN. Par exemple, les êtres humains sont constamment exposés au rayonnement ultraviolet (UV) solaire, ce qui induit la formation de lésions hautement génotoxiques à l'ADN. Ces lésions bloquent la réplication de l’ADN dans les cellules de la peau et sont la principale cause du développement de tumeurs cutanées. Heureusement, les cellules sont équipées de mécanismes qui atténuent les effets néfastes des UV : i) la réparation par excision de nucléotide (NER) qui permet l'élimination sans erreur des adducts de dipyrimidine induits par les UV (à savoir les photoproduits de 6-4 pyrimidine pyrimidone, 6-4PP et cyclobutane pyrimidine) les dimères; CPD), et ii) la synthèse translésion (TLS) via l'ADN polymérase eta (polη) pour un contournement précis, spécifiquement des CPD. Les mutations germinales dans les gènes de la voie NER conduisent au syndrome autosomique récessif Xeroderma pigmentosum (XP), caractérisé par une sensibilité accrue au soleil et un risque extrêmement élevé de cancer de la peau. D'autre part, l'inactivation germinale de polη est à l'origine du syndrome variant de Xeroderma pigmentosum (XPV), également caractérisé par une sensibilité aux rayons solaires et une incidence élevée de cancers de la peau. En comparaison aux cellules normales, les cellules XPV exposées aux UV présentent i) une hypermutabilité ii) une mort cellulaire accrue iii) un stress de réplication de l'ADN élevé et iv) un NER défectueux exclusivement pendant la phase S. L'objectif principal de cette thèse est de mieux comprendre la base moléculaire de ces phénotypes. Des études récentes ont mis en évidence le rôle du stress réplicatif dans l'épuisement des stocks cellulaires du complexe trimérique RPA (Replication Protein A), ce qui cause subséquemment une augmentation des dommages à l'ADN et des défauts de réparation par NER. Étant donné que la carence en polη entraîne une augmentation du niveau de stress réplicatif dans les cellules exposées aux rayons UV, nous avons  ii émis l’hypothèse que ce stress réplicatif pourrait entraîner une réduction de la disponibilité de RPA et, conséquemment, des niveaux plus élevés d’instabilité génomique. Notre objectif était d'évaluer la dynamique du complexe RPA sur la chromatine post-UV et de vérifier si un excès de RPA pouvait réduire la génotoxicité des UV. Fait intéressant, les cellules dépourvues de pol eta présentent une charge persistante de RPA sur la chromatine, qui est associée à une phosphorylation élevée de l’histone H2AX et à la mort cellulaire. De plus, la surexpression de la RPA dans des cellules XPV atténue la génotoxicité induite par les UV, y compris un défaut de progression du cycle cellulaire, une sensibilité accrue aux UV et la formation de cassures double brin; cependant, la surexpression de RPA n’a aucun effet sur mutagenèse causée par l’absence de pol eta. Nos données indiquent pour la première fois que la disponibilité de la RPA est un facteur déterminant de la réponse cellulaire aux UV dans les cellules déficientes en polη.

Keyphrases: Ultraviolet, NER, XPV, Cancer de la peau, RPA, Polη