TRRAP,une protéine plateforme : Fonction d'un co-facteur de l'acétylation des histones dans la réparation des cassures double brin de l'ADN

TRRAP a platform protein : Fonction of an histone acetylation co-factor in DNA double-strand break repair

• Auteur / Autrice : Flavie Robert
• Direction : Laszlo Tora
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Expression génique

Facteurs de transcription

Histones

Acétylation

Résumé

L'initiation de la transcription est une étape clé de la régulation de l'expression des gènes codant pour les protéines. Le complexe TFIID, formé de TBP et des TAFs (TBP associated factors), est au cœur de ce processus car il reconnaît le promoteur du gène, et déclenche la formation du complexe de pré-initiation (PIC). Le complexe TFTC (TBP free TAF containing complex) peut lui aussi initier la transcription, malgré l'absence de TBP. Conservé de la levure à l'homme, il possède en sus une activité d'acétylation des queues d'histones, et participe à l'ouverture de la chromatine. TRRAP, sa plus grande sous unité, est le sujet d'étude de cette thèse. Le gène trrap est essentiel au développement embryonnaire, et influence le cycle cellulaire. Au niveau moléculaire, la protéine est la cible de nombreux activateurs de la transcription. Cependant, sa fonction propre était mal connue au début de ce travail, d'autant plus que TRRAP appartient par sa structure à une famille de kinase (PI3K), mais n'en possède pas l'activité enzymatique. Un protocole d'immuno-purification et d'analyse par spectrométrie de masse, complété par des contrôles biochimiques, nous a permis de mettre en évidence une interaction stable entre TRRAP et le complexe Mre11-Rad50-Nbs1 (MRN), indépendamment de TFTC. MRN est un acteur central de la réponse cellulaire aux cassures double brin de l'ADN. Notre étude de la fonctionnalité de cette interaction a montré que MRN associé à TRRAP est dépourvu d'activité d'acétylation des histones. En revanche, elle apporte les preuves in vitro et in vivo que TRRAP a un rôle spécifique dans la réparation et la signalisation des cassures double brin de l'ADN, comme ATM et ATR qui sont d'autres protéines PI3K. La participation de TRRAP à de nombreuses structures multiprotéiques, suggère que cette grande protéine se comporte en plateforme de communication et d'échange entre les machineries cellulaires de transcription, de réparation et de modification de la chromatine. Ce manuscrit présente par ailleurs des résultats indépendants, portant sur la caractérisation par spectrométrie de masse d'une modification post-traductionnelle de l'histone H3 spécifique de la mitose.

Transcription initiation is a key event in the regulated expression of protein-coding genes. The general transcription factor TFIID, containing TBP and TAFs (TBP associated factors), plays a central role in transcription, because it recognizes the promoter, and triggers pre-initiation complex formation. TFTC (TBP free TAF containing complex) is another complex able to initiate transcription. TFTC possesses Histone Acetyltransferase (HAT) activity and thus participates in chromatin opening. These studies focus on TRRAP, TFTC's largest subunit. Trrap gene is essential to embryonic development, and indirectly influences the cell cycle. Moreover, TRRAP protein is targeted by DNA binding activators of transcription. Despite the fact that TRRAP structurally belongs to the family of PI3K kinase, which regulates cellular response to genotoxic stress, its in vivo function is not well understood. Immunoprecipitation and mass spectrometry analysis, associated to biochemical controls, reveal a stable interaction between TRRAP and Mre11-Rad50-Nbs1 complex (MRN) independent of TFTC. MRN is a critical component of DNA double strand break (DSB) cellular response. Functional studies of the TRRAP-MRN complex have shown that it does not possess HAT activity. Nevertheless, in vitro and in vivo evidences demonstrate that TRRAP, like other members of the PIKK family, plays a specific role in DNA DSB repair and signalling. Taken together, our studies give an insight into TRRAP function as a transcription co-factor. We propose to discuss in which TRRAP acts as a molecular platform, allowing communication between the cellular processes of DNA transcription, DNA repair, and chromatin remodeling. Independently, this manuscript summarizes the results of another study, addressing the mass spectrometry characterisation of a mitosis-specific post-translational modification of histone H3.