Étude de la réparation des cassures doubles brins de l’hétérochromatine chez l’Homme

Double strand break repair in human heterochromatin

• Auteur / Autrice : Ioanna Mitrentsi
• Direction : Evi Soutoglou
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance le 14/12/2020
• 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 génétique et de biologie moléculaire et cellulaire (Strasbourg)
• Jury : Président / Présidente : Penny Jeggo
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Tom Sexton
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Penny Jeggo, Fabrizzio D’adda di Fagagna, Dorthe Helena Larsen

Mots clés

Mots clés contrôlés

ADN -- Réparation

ADN -- Altération

Hétérochromatine

Mots clés libres

Hétérochromatine

CRISPR/ Cas9

HR

RAD51

Heterochromatin

CRISPR/Cas9

HR

Rad51

Résumé

Les dommages à l'ADN sont un événement très fréquent au cours du cycle cellulaire qui peut provoquer des changements dans la structure du matériel génétique et affecter le bon fonctionnement du mécanisme de réplication de la cellule. L'ADN répétitif est emballé dans des structures d'hétérochromatine (HC) comme le centromère qui se compose de HC péricentromérique et centromérique. La préservation de l'intégrité de l'ADN centromérique est cruciale car des lésions non réparées pourraient conduire à l'échec de la ségrégation chromosomique des cellules filles,conduisant en outre à l'aneuploïdie, une caractéristique du cancer. Comme ce processus est assez difficile, il y a eu un grand intérêt dans le domaine de la réparation de l'ADN au fil des ans pour comprendre les mécanismes qui sont utilisés pour réparer les HC DSB. Auparavant, notre équipe a montré que dans les HC péricentromèriques de souris (chromocentres), les DSB induits par CRISPR / Cas9 sont stables en position G1 et recrutent des facteurs NHEJ. Dans S / G2, les DSB sont réséqués et déplacés vers la périphérie de HC, où ils sont retenus par RAD51 de manière indépendante de l'actine (nos résultats non publiés). Même si de nombreux progrès ont été réalisés dans l'étude de ces mécanismes chez la drosophile ou les cellules de souris, on en savait peu sur la réparation hétérochromatique du DSB chez l’Homme. Le but de ma thèse était de développer un système CRISPR / Cas9 pour cibler et visualiser spécifiquement les DSB dans l'hétérochromatine péricentromérique humaine, et mes résultats ont démontré des différences fondamentales entre la réponse des cellules de souris et humaines.

Various types of agents constantly assault DNA. DNA double-strand breaks (DSBs) are the most toxic lesions because their unfaithful repair leads to chromosomal translocations, and cancer. Heterochromatin (HC), which is highly condensed and restricts DNA transactions, makes the DSB repair a challenging process. Previously it was shown that DNA repair in mouse pericentromeric HC is spatially and temporarily uncoupled. In G1, DSBs are positionally stable and recruit NHEJ factors. In S/G2, DSBs are resected and relocate to the periphery of HC where they are retained by RAD51. Here we have developed a CRISPR/Cas9 system to induce DSB in the satellite3 pericentric HC regions inhuman cells. Interestingly, in this case HR can be activated inside the core domain of the sat3, demonstrating fundamental differences between mouse and human HC DSB repair. Inhibiting the relocation of the DSB on mouse cells was able to lead at the formation of translocations originating from HC satellite repeats.