Régulation des étapes précoces de la recombinaison homologue humaine par BRCA2 et RAD52

Regulation of the Early Stages of Human Homologous Recombination by BRCA2 and RAD52

• Auteur / Autrice : Ali-Akbar Muhammad
• Direction : Pauline Dupaigne, Eric Le Cam
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance le 03/05/2021
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Cancérologie, Biologie, Médecine, Santé
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Intégrité du génome et cancers (Villejuif, Val-de-Marne ; 2010-....)
• Partenaire(s) de recherche : référent : Université Paris-Saclay. Faculté de médecine (Le Kremlin-Bicêtre, Val-de-Marne ; 2020-....)
• Jury : Président / Présidente : Sophie Zinn-Justin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Josée Guirouilh-Barbat, Serge Gangloff
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Charles White, Fabrice Fleury

Mots clés

Mots clés contrôlés

Protéine BRCA2

Rad51 Recombinase

Protéine Rad52 de réparation-recombinaison de l'ADN

Recombinaison homologue

Réparation de l'ADN

ADN -- Réparation

Mots clés libres

Microscopies moléculaires

Réparation de l'ADN

Recombinaison Homologue

Rad52

Complexes ADN-Protéine

Filament presynaptique RAD51

Molecular microscopy

DNA-Protein complexes

DNA repair

Rad52

Homologous Recombination

Rad51 Presynaptic filament

Résumé

La recombinaison homologue (RH) est une voie majeure de réparation des CDB, elle intervient au cours de la réplication, dans le redémarrage des fourches dont la progression est bloquée par un obstacle physique tel qu’une lésion présente sur un des brins. Le mécanisme de RH est basé sur un échange génétique utilisant une séquence homologue comme modèle pour réparer, ce qui se caractérise au niveau moléculaire par la formation de structures synaptiques joignant les molécules d’ADN. Ce mécanisme se décompose en plusieurs étapes (présynaptiques, synaptiques et postsynaptiques) conservées dans l’évolution. Les recombinases (Rad51 chez les eucaryotes) sont les protéines centrales de la RH qui forment avec l’ADNsb néoformé le nucléofilament présynaptique capable de chercher et trouver les séquences homologues au sein du génome entier. La recherche d’homologie et l’invasion de brin passent par la formation de complexes synaptiques. Une fois l’homologie trouvée, l’appariement homologue aboutit à la formation la structure de D-loop (Displacementloop). J’ai étudié l’architecture des intermédiaires formés en microscopie électronique (ME), en présence de différents acteurs (RPA, RAD51, BRCA2, RAD52) afin de mieux comprendre leurs rôles et le jeu qui existe entre eux. J’ai montré que sans BRCA2, le nombre de filaments formés est négligeable, que RAD52 participe à la composition du filament RAD51 et augmente significativement la formation de complexes synaptiques ainsi que de D-loop. Il serait intéressant d’étudier par la suite le rôle de RAD52 dans la capture du second brin ainsi que dans la synthèse.

Homologous recombination (HR) is a major pathway for repairing DSB, it intervenes during replication, in the recovery of stalled and collapsed replication forks. The mechanism of HR is based on a genetic exchange using a homologous sequence as a template to accurately repair DNA, which is characterized at the molecular level by the formation of synaptic structures. This mechanism is divided into several stages (presynaptic, synaptic and postsynaptic) and they are well conserved throughout species. Recombinases (Rad51 in eukaryotes) are the core HR proteins that form the presynaptic nucleofilament capable of searching and finding homologous sequences within the entire genome. The search for homology and strand invasion involves the formation of synaptic complexes. Once homology is found, homologous pairing results in the formation of Displacementloop (D-loop). My thesis project aims to study the architecture of HR intermediates in the presence of different actors (RPA, RAD51, BRCA2, RAD52) in order to better understand their roles and the interplay between them. I used electron microscopy (EM) combined with biochemistry to study the different stages of HR and precisely determine the role of each actor. I showed that without BRCA2 the amount of filaments formed is negligible, RAD52 forms mixt filament with RAD51 in order to significantly increases the formation of synaptic complexes and D-loop. It would be interesting to study in the future the role of RAD52 in the capture of the second strand as well as in the synthesis.