Etude du rôle de MEIOB et SPATA22, protéines essentielles à la recombinaison méiotique

Roles of MEIOB and SPATA22, two essential proteins for meiotic recombination

• Auteur / Autrice : Cynthia Petrillo
• Direction : Gabriel Livera, Emmanuelle Martini
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie. Biologie cellulaire et moléculaire
• Date : Soutenance le 14/10/2020
• Etablissement(s) : Université 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)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Gabriel Livera, Emmanuelle Martini, Éric Espagne, Sophie Zinn-Justin, Arnaud De Muyt, Pauline Dupaigne
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Éric Espagne, Sophie Zinn-Justin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Recombinaison homologue

Cancer

Spermatogenèse

Méiose

Mots clés libres

SPATA22

MEIOB

Résumé

Conservé chez les eucaryotes, la recombinaison homologue est essentielle à la formation des cross-overs indispensables à l’appariement et à la ségrégation des chromosomes au cours de la méiose. La recombinaison méiotique est régulée par l’action combinée de facteurs ubiquitaires et méiotiques spécifiques. SPATA22 et son partenaire MEIOB, tous deux méiotiques spécifiques, sont essentielles à la réparation des cassures doubles brins (CDB) de l’ADN au cours de la recombinaison méiotique. Ils interagissent avec RPA, le complexe ubiquitaire majeur de liaison à l’ADN simple brin, dans la progression et spécialisation de la recombinaison en méiose. Ils s’expriment aussi anormalement dans certains cancers chez l’Homme et sont ainsi désignés gènes Cancer Testis Antigens (CTA). D’une part, nous avons cherché à spécifier le rôle de SPATA22 à travers l’étude d’un nouveau mutant ponctuel (shani) de Spata22 chez la souris. Le mutant shani arbore un phénotype similaire aux souris nulles Spata22-/- ou Meiob-/- : la réparation incomplète des CDBs induit un arrêt des cellules germinales en prophase I induisant de l’apoptose et la stérilité. La mutation shani se situe sur un exon codant de Spata22 et aboutit à l’épissage incorrect du transcrit et une absence de détection protéique. Nous proposons que la mutation shani altère une séquence éxonique activatrice de l’épissage, un ESE (Exonic Splicing Enhancer), du transcrit de Spata22. A notre connaissance, il s’agit de la première description d’un élément ESE d’un gène méiotique murin. D’autre part, nous avons cherché à déterminer l’influence potentielle de l’expression ectopique de MEIOB et SPATA22 dans les cancers. A partir des données transcriptomiques en libre accès, nous avons pu observer que certaines tumeurs et lignées cellulaires expriment conjointement MEIOB et SPATA22 suggérant une possible fonctionnalité du complexe. Nos données préliminaires indiquent que MEIOB et SPATA22 semblent impacter la reprise de prolifération des cellules qui les expriment transitoirement. Des lignées cellulaires stables inductibles pour l’expression de MEIOB et SPATA22 sont en cours de réalisation afin d’étudier par la suite la survie/prolifération, la réparation de l’ADN et l’instabilité génétique en présence de MEIOB et SPATA22 dans ce contexte.

Conserved among eukaryotes, homologous recombination is essential for the formation of cross-overs that are mandatory for pairing and chromosomes segregation during meiosis. Meiotic recombination is regulated by the combined action of ubiquitous and meiotic specific factors. SPATA22 and its meiotic-specific partner MEIOB are essential for the repair of DNA double strand breaks (DSB) during meiotic recombination. They interact with RPA, the major ubiquitous single-stranded DNA binding complex, in the progression and specialization of meiotic recombination. They are also expressed ectopically in some human cancers and are thus referred as Cancer Testis Antigens (CTA). First, we sought to specify the role of SPATA22 through the study of a novel point mutant (shani) of Spata22 in mice. shani mutant mice phenocopy Spata22-null and Meiob-null mice: unrepaired DSBs lead to meiotic prophase arrest, apoptosis and sterility. The shani mutation lies within a Spata22 coding exon and leads to incorrect splicing of Spata22 mRNA resulting in no detectable protein. We propose that the shani mutation alters an exonic splicing enhancer element (ESE) within the Spata22 transcript. To our knowledge, this is the first description of an ESE element in a meiotic murine gene.Then, we sought to determine the putative role of the ectopic expression of MEIOB and SPATA22 in some cancers. We analysed open access transcriptomic data and observed that MEIOB and SPATA22 are co-expressed in some tumors and cancer cell lines, suggesting a potential functionality of MEIOB-SPATA22. Our preliminary results suggest that MEIOB and SPATA22 modify cell proliferation when expressed transiently. We are developing stable inducible cell lines for the expression of MEIOB and SPATA22 in order to further study cell proliferation, DNA repair and genetic instability.