Mécanismes de contrôle de l’endonucléase Mus81- Eme1 et maintien de la stabilité du génome dans la levure Schizosaccharomyces pombe

Control mechanisms of Mus81-Eme1 endonuclease and maintenance of genome stability

• Auteur / Autrice : Cédric Giaccherini
• Direction : Pierre-Henri Gaillard, Pierre-Marie Dehé
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie santé. Génétique
• Date : Soutenance le 16/12/2021
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Sciences de la vie et de la santé (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de Recherche en Cancérologie de Marseille (CRCM)
• Jury : Président / Présidente : Emmanuelle Martini
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Gérard Mazón
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Valérie Borde, Benoit Arcangioli

Mots clés

Mots clés contrôlés

Génome

ADN

Endonucleases

Inhibiteurs de points de contrôle immunitaire

Cycle cellulaire

Mots clés libres

Cycle cellulaire

Point de contrôle

Stabilité du génome

Résolution des jonctions de Holliday

Endonucléases à spécificité de structures

Cell cycle

DNA damage checkpoint

Genome stability

Holliday junction resolution

Structure-Specific endonuclease

Résumé

L’ADN étant constamment soumis à des altérations résultant de stress génotoxiques endogènes et exogènes, des systèmes sophistiqués de réparation de l’ADN ont été sélectionnés au cours de l’évolution. Les endonucléases à spécificité de structures (SSE) sont une classe particulière d’enzymes qui agissent sur des structures secondaires d’ADN générées lors de la réparation, recombinaison et réplication de l’ADN. Non résolues, ces structures peuvent contribuer à une instabilité génomique responsable de pathologies dont le cancer. Les SSE remplissent donc des fonctions essentielles mais leur action doit être finement régulée afin d’éviter qu’une action non contrôlée n’induise une instabilité chromosomique. Durant mes travaux de thèse, je me suis principalement focalisé sur une de ces enzymes : le complexe Mus81-Eme1. Nous avons mis en évidence chez la levure S. pombe un rôle conjoint des kinases Cdc2, Rad3 et Chk1 dans la phosphorylation de la sous-unité Eme1 qui s’avère crucial en absence de l’hélicase Rqh1. Mon travail a contribué à l’identification de domaines d’interactions avec SUMO (SIM) au sein d’Eme1 nécessaire pour la stabilité du génome en absence de Rqh1. J’ai également identifié un nouveau niveau de régulation d’Eme1 sur le contrôle de son niveau protéique. J’ai d’une part identifié des motifs dégrons de reconnaissance par le complexe ubiquitine ligase APC/ et d’autre part, j'ai démontré que la phosphorylation par Cdc2 d’Eme1 la ciblerait pour la dégradation par le protéasome en sortie de mitose. La convergence de ces résultats vient ajouter un degré de finesse supplémentaire aux mécanismes de contrôle de Mus81-Eme1 et souligne l’importance de réguler cette SSE.

DNA being constantly subject to alteration resulting from endogenous and exogenous genotoxic stresses, sophisticated DNA repair systems have been selected during evolution. Structure-specific endonucleases (SSE) are a special class of enzymes that act on DNA secondary structures generated during DNA repair, recombination and replication. Unresolved, these structures may contribute to genomic instability responsible for pathologies including cancer. Therefore, SSE perform essential functions, but their action must be finely regulated in order to prevent an uncontrolled action from inducing chromosomal instability.During my thesis work, I mainly focused on one of these enzymes: the Mus81-Eme1 complex. In fission yeast S. pombe, we demonstrated a joint role of Cdc2, Rad3 and Chk1 kinases in the phosphorylation of the Eme1 subunit, which is crucial in the absence of Rqh1 helicase. My work has contributed to the identification of SUMO Interacting Motif (SIM) within Eme1 necessary for genome stability in the absence of Rqh1. I also identified a new level of regulation of Eme1 on the control of its protein level. On one hand, I identified recognition motifs by the ubiquitin ligase APC/C complex and on the other hand, I demonstrated that Cdc2 phosphorylation of Eme1 would target it for proteasome degradation out of mitosis.The convergence of these results adds new layers to the control mechanisms of Mus81-Eme1 and underscores the importance of regulating this SSE.