L'hélicase RECG1, un facteur-clé dans le maintien et la ségrégation de l'ADN mitochondrial d'Arabidopsis thaliana

The RECG1 helicase, a key factor in the maintenance and the segregation of mitochondrial DNA of Arabidopsis thaliana

• Auteur / Autrice : Clementine Wallet
• Direction : André Dietrich, José Gualberto
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance le 25/04/2016
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des Sciences de la vie et de la santé (Strasbourg ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de biologie moléculaire des plantes (Strasbourg)
• Jury : Président / Présidente : Valérie Schreiber
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : André Dietrich, José Gualberto, Valérie Schreiber, Robert Fuchs, Pascal Touzet, Axel Brennicke
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Robert Fuchs, Pascal Touzet

Mots clés

Mots clés contrôlés

ADN mitochondrial

Métabolisme -- Génétique

Arabidopsis thaliana

ADN recombiné

ADN -- Réparation

ADN hélicase

Mots clés libres

ADN mitochondrial

Arabidopsis

Recombinaison

Réparation

Ségrégation

Hélicase

RECG1

Mitochondrial DNA

Arabidopsis

Recombination

Repair

Segregation

RECG1

Helicase

Résumé

L'ADN mitochondrial (mtDNA) des plantes est caractérisé par les activités de recombinaison qui modulent sa structure. Ces activités sont nécessaires à son maintien et contribuent à son évolution rapide. Des facteurs contrôlant la recombinaison sont donc indispensables à la stabilité du mtDNA des plantes. Au cours de ma thèse j'ai identifié et caractérisé deux ADN hélicases présentes dans les organelles d'Arabidopsis thaliana. L'une d'entre elles est homologue à une hélicase bactérienne impliquée dans la réparation couplée à la transcription. Son rôle précis dans les organelles des plantes reste à déterminer. La deuxième hélicase, l'hélicase RECG1, a des rôles dans la réparation par recombinaison, la surveillance de la recombinaison ectopique impliquant des courtes séquences répétées, mais aussi dans la ségrégation du mtDNA. En effet, nous avons observé qu'en absence de RECG1 il y a une perte du contrôle de la recombinaison qui a pour conséquence la création de versions alternatives du mtDNA par recombinaison. L'analyse de leur ségrégation, induite par RECG1, nous a permis de modéliser comment de nouvelles configurations stables du mtDNA sont générées par le changement de stoechiométrie entre sous-génomes. Ce travail a permis de mieux comprendre les mécanismes de recombinaison et de ségrégation du mtDNA d'Arabidopsis.

The mitochondrial DNA (mtDNA) of flowering plants is characterized by the recombination activities that modulate its structure. These activities are required for the mtDNA maintenance, and drive its rapid structural evolution. The factors that control recombination are therefore essential for plant mtDNA stability. During my PhD, I identified and characterized two DNA helicases that are present in the organelles of Arabidopsisthaliana. One is the homologue of a bacterial helicase involved in transcription-coupled repair. Its role in the plant organelles is still not determined. The other one, the RECG1 helicase, has roles in recombination dependent repair, the surveillance of ectopic recombination involving short repeated sequences, and also the segregation of the mtDNA. We have found that in the absence of RECG1 there is loss of recombination control resulting in the occurrence of alternative versions of the mtDNA generated by recombination. The analysis oftheir segregation, induced by RECG1, allowed us to build a model to how new stable mtDNA configurations are generated by the stoichiometric shift of mtDNA sub-genomes. This work allowed us to better understand the recombination and segregation mechanisms that modulate the Arabidopsis mtDNA.