Caractérisation de cycC, un nouveau gène impliqué dans le programme de réplication d'Escherichia coli

Characterization of cycC, a new gene involved in the replication program of Escherichia coli

• Auteur / Autrice : Boubekeur Saïfi
• Direction : Jean-Luc Ferat
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance le 28/09/2012
• Etablissement(s) : Paris 11
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Gènes, Génomes, Cellules (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2000-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de génétique moléculaire (Gif-sur-Yvette, Essonne)
• Jury : Président / Présidente : Michael Dubow
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Luc Ferat, Michael Dubow, Pierre Brezellec, Marc Nadal, Bénédicte Michel, Kathrin Marheineke
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Pierre Brezellec, Marc Nadal

Mots clés

Mots clés contrôlés

Escherichia coli

ADN -- Réparation

ADN -- Réplication

Mots clés libres

Initiation de la réplication

Réactivation des fourches

Processivité de la réplication

Initiation of replication

Forks reactivation

Processivity of replication

Résumé

Dans Escherichia coli la Dam Methyl Transferase (DamMT) est responsable du transfert d’un groupement méthyle sur les adénosines situés au cœur du tétranucléotide GATC; il s’agit donc d’une activité post réplicative. Ainsi, après le passage de la fourche de réplication, le brin d’ADN nouvellement synthétisé est non méthylé – l’ADN est dit hémimethylé. L’ADN reste hémimethylé pendent une brève période - de l’ordre de la minute - avant d’être reméthylé par la DamMT. L’hypothèse de l’implication de la méthylation de l’ADN dans le contrôle général du programme de maintenance de l’ADN repose essentiellement sur cette observation, puisque l’ADN hemimethyle – exception faite de l’origine de réplication et de la région promotrice du gène dnaA – est diagnostique du passage récent de la fourche de réplication. Cette hypothèse, et le criblage phylogénomique qui en a découlé a conduit a l’identification de plusieurs gènes dont les produits sont supposes être impliqués dans la maintenance de l’ADN. yjaG est l’un de ces gènes. Il a été renomme cycC en raison des dérèglements de la progression du cycle cellulaire associés a un mutant nul de ce gène. L’étude effectuée au cours de ma thèse s’attachera à expliquer l’état actuel de nos connaissances sur la protéine CycC et de son implication dans le processus de réplication de l’ADN. Nos résultats montrent que la protéine CycC est impliquée dans la processivité de la réplication lorsqu’il y a un dommage au niveau de l’ADN. CycC spécifie une activité qui conduit à freiner les fourches de réplication, afin de prévenir des avortements des réplisomes. La surexpression de CycC bloque l’initiation de la réplication entre l’ouverture de la molécule d’ADN et le chargement de l’hélicase réplicative. Nous proposons que CycC interagisse avec le complexe réplicative et ralentit les fourches de réplication. Ce ralentissement prévient de nouvelles collisions lorsque les cellules sont dans des conditions de stress-qui cause des arrêts de la réplication.

In Escherichia coli the Dam Methyl Transferase (DamMT) is responsible for the transfer of a methyl group on the adenosine located in tetranucleotide GATC, so this is a post-replicative activity. Thus, after the passage of the replication fork, the newly synthesized DNA strand is unmethylated - DNA is called hemimethylated. DNA remains hemimethylated in a brief period - about a minute - before being reméthylé by DamMT. The hypothesis of the involvement of DNA methylation in the general control of the maintenance program of the DNA is essentially on this observation, since the hemimethylated DNA - except the origin of replication and the region dnaA gene promoter - is diagnostic of the recent passage of the replication fork. This assumption and phylogenomics screening has led to the identification of several genes whose protein are supposed to be involved in the maintenance of DNA. yjaG is one of these genes. It was renamed cycC, the cell cycle progression is deregulated with a null mutant of this gene. The study in my thesis will focus on explaining the current state of our knowledge of the cycC protein and its involvement in the process of DNA replication. Our results show that the CycC protein is involved in the processivity of replication when there is damage into the DNA. CycC specifies an activity that leads to slow replication forks to prevent abortions of replisomes. CycC overexpression blocks the initiation of replication between the open complex of the DNA at oriC and the loading of the replicative helicase. We propose that CycC interacts with the replicative complex and slows replication forks. This slowdown replication prevents new collisions when cells are under stress, causing replication stops.