Poly(ADP-ribosyl)ation et intégrité du génome : rôle de la poly(ADP-ribose) Glycohydrolase (PARG) dans la réparation et la réplication de l'ADN

Poly(ADP-Ribosyl)ation and genome integrity : role of Poly(ADP-Ribose) Glycohydrolase (PARG) in DNA repair and replication

• Auteur / Autrice : Elise Fouquerel
• Direction : Valérie Schreiber
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Strasbourg

Mots clés

Mots clés contrôlés

Protéomique

ADN -- Réparation

ADN -- Réplication

Poly (ADP-ribose) glycohydrolase

ADP-ribosylation

Résumé

La PARG est une enzyme dégradant un polymère d’ADP riboses, PAR, dont la synthèse est catalysée par les PARPs, formant une famille de 17 protéines codées par 17 gènes différents. La PARG, en revanche, est codée par un seul gène et l’épissage alternatif de l’ARNm conduit à la formation d’au moins 4 isoformes. La PARP la plus décrite est PARP-1 dont l’activité, stimulée par les cassures dans l’ADN, permet la détection et la signalisation des dommages ainsi que le recrutement de facteurs de réparation. Le rôle de PARG dans la réponse aux dommages dans l’ADN est moins connu. Ainsi, afin d’étudier les rôles de PARG dans la réponse aux dommages, nous avons choisi l’approche de l’interférence à l’ARN empêchant l’expression de tous les isoformes de PARG dans une lignée cellulaire tumorale HeLa (PARGkd). L’absence de PARG dans une cellule irradiée induit une persistance de cassures de l'ADN conduisant à la mort cellulaire par catastrophe mitotique. Puis, en utilisant la technique de microirradiation laser, nous avons mis en évidence que le recrutement de PARG aux dommages est dépendant de l’activité de PARP-1 et de PCNA, une protéine de réplication. Nous avons démontré une interaction entre PARG et PCNA et constaté la sensibilité accrue des cellules PARGkd face à l’hydroxyurée, un inhibiteur de la réplication. Ces cellules présentent alors un fort ralentissement de leur progression dans la phase S après leur relâchement ainsi qu’un blocage en phase S précoce, suggérant un rôle de PARG dans la progression de la réplication d’un ADN endommagé. Nos résultats font de la PARG une potentielle cible thérapeutique en thérapie du cancer.

PARG is an enzyme degrading a polymer composed of ADP-ribose units, called PAR synthesized by PARPs belonging to a family of 17 members all encoded by different genes. PARG is encoded by only one gene and mRNA splicing leads to the expression of at least 4 isoforms. The most described PARP is PARP-1 which activity, stimulated by DNA breaks, allow the detection and signalization of damages and DNA repair protein recruitment. The role of PARG in DNA damage response is lees known. Thus, in order to elucidate the role of PARG in DNA damage response, we chose RNA interference approach to prevent expression of all PARG isoforms in a HeLa cell line (PARGkd). We demonstrated that PARGkd cells present a delay in DNA damage repair leading to cell death by mitotic catastrophe. Moreover, by using laser microirradiation which introduce DNA damages locally in cell nucleus, we showed that he PARG recruitment to DNA damage sites is dependent on PARP-1 activity and on PCNA. We demonstrated an interaction between PARG and PCNA and noted hypersensitivity of PARGkd cells towards hydroxurea (HU), a replication inhibitor. These HU treated cells present a strong delay in S phase progression after their release and a block in early S phase, which indicate a role of PARG in replication process. The proven role of PARG in DNA damage response and its potential implication in replication events, lead to consider PARg as a new interesting therapeutic target in cancer therapy.