Caractérisation d'un mécanisme de réparation de l'ADN par excision de base dans les mitochondries des cellules végétales

Characterisation of a DNA base excision repair mechanism in plant mitochondria

• Auteur / Autrice : Pierre Boesch
• Direction : André Dietrich
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie cellulaire et moléculaire des plantes
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Organites

Uracile

Chloroplastes

ADN -- Réparation

Mitochondries végétales

Résumé

Les mitochondries de plantes possèdent leur propre ADN (mtDNA) et sont une source majeur de production d’espèces réactives de l’oxigène. De part leur grande proximité avec la chaîne de transport d’électrons l’ADNmt a de grande chance d’être oxidé. La 8-oxo-guanine (8oxoG) et l’uracile sont les lésions oxidatives les plus étudiées et sont réparées par le voie de réparation par excision de base (BER). Cette voie est le seul mécanisme de réparation de l’ADN retrouvée avec certitude dans les mitochondries. La réparation de l’ADN dans les mitochondries des plantes n’ayant pas encore été étudiée notre laboratoire a initié une étude dans le but de montrer que les mitochondries de plantes et le chloroplastes sont bien capable de réparer leur propre ADN. Dans un premier groupe d’expériences in vitro nous avons montré que ces organelles possèdent effectivement des activités ADN glycosylase et AP endonucléases et qu’une partie de ces activités sont associées aux membranes. Le second groupe d’expériences in organello nous a permis de prouver qu’un ADN portant des uraciles peut être importé et entièrement réparé dans les mitochondries de plantes. Ainsi, ces organelles possèdent aussi des activité ligase et de synthèse d’ADN de réparation. La présence de la voie BER complète dans les mitochondries de plantes est donc claire, mais la question de son association avec les membranes reste ouverte et les protéines impliquées dans ces différents processus doivent encore être identifées.

Mitochondria possess their own DNA (mtDNA) and are a major source for Reactive Oxygen Species (ROS) production. Due to its close proximity to the ROS source the mtDNA is a likely to be oxidized. 8-oxo-guanine (8oxoG) and uracile are the most studied oxidative lesion and are repaired by the Base Excision Repair (BER) pathway. This DNA repair pathway is also the only one found with absolute certainty in mitochondria. As the question of DNA repair in plant’s organelles remains open our laboratory has initiated a study whose aim was to show whether mitochondria and chloroplast are able to repair DNA or not. In a first set of in vitro experiments we have shown that plant organelle do actually harbor DNA glycosylase and AP endonuclease activities, and that some part of each activities is somehow present in a membrane associated fashion. The second set of in organello experiments has enable us to show that a DNA carrying uracile can be imported and fully repaired in plant mitochondria. So, these organelles do actually have also DNA repair synthesis and ligase activity. The presence of a complete BER pathway in plant mitochondria is thus undoubtful, but the question of its association with the membrane remains open and the protein involved in this pathway should still be identified.