Thèse soutenue

Détermination de la structure de l’ADN polymérase D par cristallographie aux rayons X et cryo-microscopie électronique
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Auteur / Autrice : Pierre Raia
Direction : Ludovic Sauguet
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Biologie structurale
Date : Soutenance le 05/04/2019
Etablissement(s) : Sorbonne université
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Complexité du vivant (Paris)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Pasteur (Paris). Dynamique structurale des macromolécules (2006-....)
Jury : Président / Présidente : Mirjam Czjzek
Examinateurs / Examinatrices : Sophie Zinn-Justin
Rapporteurs / Rapporteuses : Emmanuelle Schmitt, Bruno Franzetti

Résumé

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Dans toutes les formes de vie, les ADN polymérases jouent un rôle central dans la réplication du génome, sa maintenance et sa réparation. Toutes les ADN polymérases ont été classées en sept familles distinctes en se basant sur leur homologie de séquence : PolA, PolB, PolC, PolD, PolX, PolY et les reverse transcriptases. La dernière famille d’ADN polymérase pour laquelle la structure et le mécanisme moléculaire demeurent inconnus est la PolD. La PolD est l’une des ADN polymérases réplicatives des Archées. C’est une polymérase hétérodimérique composée d’une sous-unité DP1, qui catalyse l’activité de relecture exonucléase 3’-5’, et d’une sous-unité DP2, qui catalyse l’activité de polymérisation 5’-3’. Afin de résoudre l’incertitude concernant les origines évolutives de la PolD, j’ai déterminé la structure cristallographique des domaines catalytiques des sous-unités DP1 et DP2 de Pyrococcus abyssi et la structure du complexe DP1-DP2 lié à l’ADN, par cryo-microscopie électronique (cryo-EM). Ces structures révèlent que la PolD est une ADN polymérase atypique qui diffère de celle des autres ADN polymérases caractérisées à ce jour. De plus, DP2 partage une homologie structurale inattendue avec les ARN polymérases à ‘deux-tonneaux-β’. Ces travaux clarifient les relations évolutives entre toutes les ADN polymérases et mettent en lumière le mécanisme d'acquisition et d'échange de domaines qui s'est produit au cours de l'évolution du réplisome eucaryote.