Rôles de Rad52 et de Srs2 dans la régulation de la recombinaison homologue chez Saccharomyces cerevisiae

Rad52 and Srs2 roles in regulating homologous recombination in Saccharomyces cerevisiae

• Auteur / Autrice : Aline Esta
• Direction : Eric Coïc
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Complexité du vivant
• Date : Soutenance en 2013
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés contrôlés

Filaments intermédiaires

Recombinaison génétique

Sumoylation

Résumé

La recombinaison homologue (RH) est essentielle à la réparation des cassures double-brin de l'ADN, mais elle peut être une source d'instabilité génétique et doit être strictement contrôlée. Il a été montré chez la levure que certains intermédiaires de RH sont létaux et que l’hélicase Srs2 a pour fonction de les éliminer. Cet aspect de la toxicité de la RH est mal connu. J’ai montré au cours de ma thèse que les structures toxiques de RH induites par des agents génotoxiques ou par des blocages de réplication dans les cellules haploïdes sont des filaments nucléoprotéiques Rad51 probablement non fonctionnels. Lors du processus normal de la RH, Rad51 permet à l’ADN lésé de trouver et d’envahir une séquence d’ADN homologue utilisée comme matrice pour la synthèse d’ADN réparatrice. J’ai également montré que certains mutants de Rad52, une protéine essentielle à la formation des filaments Rad51, éliminent leur toxicité potentielle. L’étude de certains de ces mutants a permis de montrer une modification des activités catalytiques de Rad52, notamment son activité médiatrice. L’induction massive de la sumoylation de Rad52 produit le même effet. D’autre part, un des mutants identifiés, rad52-P381S, a perdu l’interaction avec Rad51 sans affecter la RH. Dans le contexte de ce mutant, la RH est strictement dépendante de RAD55. Toutefois, dans les cellules rad52Δ, il n’y a pas de formation de filaments Rad51. Ceci montre que Rad55 peut former des filaments Rad51 en coordination avec Rad52, même si ce dernier ne peut pas agir lui même avec Rad51. L’étude de ces mutants va permettre de mieux comprendre le contrôle de la formation des filaments Rad51 par les médiateurs et les hélicases.

Homologous recombination (HR) is essential for double-strand break repair and participates in post-replication restart of stalled and collapsed replication forks. However, HR can lead to genome rearrangements and has to be strictly controlled. The budding yeast Srs2 is involved in the elimination of lethal intermediates formed by recombination proteins. To shed light on these intermediates, we searched for mutations that bypass the requirement of Srs2 in DNA repair without affecting HR. Remarkably, we isolated several alleles of RAD52, a gene that codes for the most central recombination protein in yeast. Interestingly, we observed that these mutants bypass the requirement for Srs2 without affecting DNA repair by HR. The genetic study of one of these mutants (rad52-L264P) showed that it specifically prevents the formation of unproductive Rad51 filaments before strand invasion, allowing us to define Srs2 substrates. The avoidance of toxic Rad51 filaments can also be overcome by stimulating Rad52 sumoylation. Further analysis showed that some of the mutated Rad52 proteins and the sumoylated form of Rad52 are characterized by a modified mediator activity. One of these mutants, rad52-P381S have lost its interaction with Rad51 without affecting HR. In this mutant, HR is strictly dependent on RAD55. However, Rad51 filaments are not formed in rad52Δ cells. Altogether these results show that Rad55 can assemble Rad51 filaments in coordination with Rad52, even though Rad52 cannot interact with Rad51. The study of these mutants will help to better understand how the mediators and helicases regulate the Rad51 filaments formation and its characteristics.