Etude du rôle de MEIOB, SPATA22 et RPA au cours de la recombinaison homologue méiotique

Study of the role of MEIOB, SPATA22 et RPA during meiotic homologous recombination

• Auteur / Autrice : Jonathan Ribeiro
• Direction : Gabriel Livera, Emmanuelle Martini
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physiologie et biologie des organismes - populations - interactions. Génomes, épigénomes, destin cellulaire
• Date : Soutenance le 27/09/2017
• Etablissement(s) : Sorbonne Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Bio Sorbonne Paris Cité (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Cellules Souches et Radiations (Fontenay-aux-Roses, Hauts-de-Seine)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université Paris Diderot - Paris 7 (1970-2019)
• Jury : Président / Présidente : Jean-Baptiste Charbonnier
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Gabriel Livera, Emmanuelle Martini, Jean-Baptiste Charbonnier, Valérie Borde, Bertrand Llorente, Raphaël Mercier, Corinne Grey
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Valérie Borde, Bertrand Llorente

Mots clés

Mots clés contrôlés

Protéine A de réplication

Méiose

métabolisme

génétique

ADN simple brin

Recombinaison homologue

Mots clés libres

Recombinaison méiotique

MEIOB

SPATA22

RPA

Meiotic recombination

MEIOB

SPATA22

RPA

Résumé

La recombinaison homologue est un processus conservé chez les eucaryotes. Au cours de la méiose,ce mécanisme est essentiel à la formation des crossing-overs, eux-mêmes essentiels à la bonne ségrégation des chromosomes homologues. La recombinaison méiotique est assurée par l’action combinée de facteurs mitotiques et méiotiques. La protéine MEIOB a récemment été identifiée et caractérisée comme étant essentielle à la réparation des cassures double brin de l’ADN au cours de la méiose. MEIOB est un paralogue de RPA1, la grande sous-unité du complexe RPA qui est un complexe de liaison à l’ADN simple brin ubiquitaire et composé de RPA1, RPA2 et RPA3. MEIOB peut interagir avec SPATA22 et RPA2. Cette observation suggère que MEIOB, SPATA22 et RPA pourraient agir ensemble au cours de la recombinaison méiotique. En se basant sur l’homologie de structure entre MEIOB, SPATA22 et les sous-unités de RPA, nous avons caractérisé les modalités et le rôle de leur interaction. Nous avons montré que MEIOB et SPATA22 interagissent grâce à leur domaines OB-folds C-terminaux à l’image de RPA1 et RPA2 et que MEIOB et SPATA22 coopèrent pour interagir avec le complexe RPA. Par microscopie électronique, nous avons mis en évidence que la présence de MEIOB-SPATA22 induit une forte condensation du filament RPA ADN simple brin. Nous avons également montré par immunofluorescence sur chromosomes méiotiques murins que l’hélicase BLM accumule sur les axes chromosomiques et que cette accumulation est corrélée avec l’élimination de la recombinase DMC1 des cassures méiotiques non-réparées, en absence de MEIOB. Enin, nous avons mis en évidence par microscopie à haute résolution que l’absence de MEIOB favorise une distribution anormale des protéines recombinases. Nos résultats suggèrent que MEIOB, SPATA22 et RPA collaborent pour assurer l’intégrité des intermédiaires de recombinaison méiotiques au cours de l’invasion d’un brin homologue.

Homologous recombination is a conserved process among eukaryotes. During meiosis, thismechanism is essential to the formation of crossovers and thus for the proper segregation of chromosomes. Meiotic recombination is ensured by the combined action of mitotic and meiotic factors. MEIOB has been recently identiied and shown to be essential to the repair of meiotic DNA double-strand breaks. MEIOB is aparalog of RPA1, the large subunit of RPA, which is a ubiquitous ssDNA-binding trimeric composed ofRPA1, RPA2 and RPA3. MEIOB has been shown to interact with SPATA22 and RPA2. This observation suggested that MEIOB, SPATA22 and RPA may work together. Based on the homology existing betweenstructural domains of MEIOB, SPATA22 and the RPA subunits, we deciphered the modality and the role oftheir interactions. We show that MEIOB and SPATA22 interact through their C-terminal OB domains like RPA1 and RPA2 and cooperate to interact with the RPA complex. Using Transmission Electron Microscopy,we evidenced that the presence of MEIOB/SPATA22 induces a strong compaction of the RPA/ssDNAilament. Immunofluorescent microscopy performed on murin meiotic chromosomes revealed that in theabsence of MEIOB, the BLM helicase accumulates on chromosomes axis and correlates with the eviction ofthe DMC1 recombinase from unrepaired meiotic breaks. Finally, we show that the absence of MEIOB favorsabnormal recombinase distribution observed by SIM microscopy. Together, our results evidence thatMEIOB, SPATA22 and RPA act together to insure the integrity of recombination intermediates during strandinvasion.