Conception et application d'ADN tétraplexe à topologie contrôlée

Design and application of DNA tetraplex with controlled topology

• Auteur / Autrice : Alexandre Devaux
• Direction : Eric Defrancq, Thomas Lavergne
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie biologie
• Date : Soutenance le 01/07/2020
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale chimie et science du vivant (Grenoble ; 199.-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Département de chimie moléculaire (Grenoble)
• Jury : Président / Présidente : Marie-Paule Teulade-Fichou
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Eric Defrancq, Thomas Lavergne, Dennis Gomez-Zamorano, Didier Gasparutto
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : François Morvan, Mélanie Ethève-Quelquejeu

Mots clés

Mots clés contrôlés

G-quadruplexes

Télomères (génétique)

Chimie click

Mots clés libres

Chimie Click

Télomère

Conjugué

Quadruplex

Ligation

I-Motif

Telomer

Click chemistry

Conjugate

Ligation

Quadruplex

I-Motif

Résumé

Les acides nucléiques riches en cytosines ou en guanines peuvent se replier pour former des structures i-motifs ou G-quadruplexes (G4). G4 et i-motifs sont localisés au niveau des télomères et dans les régions promotrices de nombreux gènes, y compris des oncogènes. Il a été démontré que ces derniers contribuent à la régulation des cellules normales et pathologiques et sont désormais considérés comme des cibles thérapeutiques potentielles pour le traitement de nombreuses maladies et anomalies. Une caractéristique majeure des G4 est leur susceptibilité à adopter, en particulier in vitro, différentes topologies. D’autre part, les i-motifs nécessitent des conditions acides pour se former invitro. Dans ce contexte, notre laboratoire a développé le concept de TASQ (pour « Template Assembled Synthetic G-Quadruplex ») pour assembler des mimes stables de G4 et d’i-motif.La première partie de notre étude a consisté à synthétiser une structure stable i-motif provenant de la séquence télomérique en utilisant une plateforme cyclopeptidique fonctionnelle et des ligations chimiosélectives distinctes. Puis dans un second temps, une nouvelle ligation a été introduite aux trois autres chimies déjà en place dans notre laboratoire afin de synthétiser de nouvelles structures tétraplexes. Enfin, un panel de topologies G4 a été synthétisé afin de réaliser des études d’interactions visant à identifier des protéines qui interagissent avec des G4 adoptant des topologies bien définies.

Cytosines or guanines rich nucleic acids can fold into i-motifs or G-quadruplex (G4) structures. G4s and i-motifs are found at telomeres and in promoter regions of numerous genes including oncogenes. Both have been shown to contribute to the regulation of normal and pathological cells and are now viewed as potential therapeutic targets for the treatment of numerous diseases and defects. One major feature of G4s is their susceptibility to adopt, especially in vitro, different topologies. On the other hand i-motifs require acidic conditions to fold in vitro. In this context, our laboratory has developed the concept of TASQ (for « Template Assembled Synthetic G-Quadruplex ») to assemble stable mimics of G4 and i-motif structures.The first part of our study consisted in synthesizing a stable i-motif structure from the telomeric sequence using an addressable cyclopeptide platform and distinct chemoselective ligations. Then in a second part of the study, a novel ligation was introduced along with three other chemistries already optimized in our laboratory in order to synthetize novel tetraplex structures. Finally, a panel of G4 mimics adopting various topologies were synthesized and used in pull-down assays to identify the proteins that interact with G4 of specific topologies.