Décryptage du ''crosstalk '' entre les voies de réparation de l'ADN par excision de bases et par excision de nucléotides chez D. radiodurans

Deciphering the ''crosstalk'' between the base excision and nucleotide excision repair pathways in D. radiodurans

• Auteur / Autrice : Mohammad Rida Hayek
• Direction : Joanna Timmins, Jean-luc Ravanat
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Biotechnologie
• Date : Inscription en doctorat le ; Soutenance le 20/11/2024
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale chimie et science du vivant
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Biologie Structurale
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Groupe infection virale et cancer
• Jury : Président / Présidente : Walid Rachidi
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Joanna Timmins, Fabrice Confalonieri, Laurence Blanchard, Elin Moe, Jean-Luc Ravanat
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Fabrice Confalonieri, Laurence Blanchard

Mots clés

Mots clés libres

Deinococcus radiodurans

Lésions de l'ADN

Radiorésistance

Réparation de l'ADN

Interaction protéine-protéine

DNA damage

DNA repair

Deinococcus radiodurans

Protein-protein interaction

Radioresistance

Résumé

La bactérie radio-résistante, Deinococcus radiodurans, possède une machinerie de réparation de l'ADN relativement conservée, et pourtant, elle présente une efficacité de réparation de l'ADN exceptionnelle. Nous avons émis l'hypothèse qu'une synergie possible entre différentes voies de réparation de l'ADN pourrait expliquer cette remarquable capacité de réparation. Pour tester cette hypothèse, ma thèse avait pour objectif d’explorer un éventuel lien entre les voies de réparation par excision de nucléotides (NER) et de réparation par excision de bases (BER) de D. radiodurans, qui sont responsables de l'éradication des lésions de l'ADN se produisant au niveau des nucléobases. En combinant les mécanismes NER et BER sur divers substrats d'ADN, nous avons montré que la voie NER est active sur les produits de réparation de l'ADN glycosylase, Fpg, responsable de l'élimination de la 8oxoG de l'ADN, et qu'un variant d'UvrA (impliqué dans le NER), UvrA2, peut entrer en compétition avec Fpg pour se lier à son substrat d'ADN. Ces résultats suggèrent qu'il existe au moins une interaction fonctionnelle entre NER et BER sur certains substrats. Pour déterminer si celle-ci repose sur des interactions directes entre les facteurs NER et BER, nous avons utilisé un système de double hybride bactérien pour étudier les interactions entre les facteurs NER et entre les facteurs NER et BER. Plusieurs interactions directes NER-NER et NER-BER ont été identifiées et validées par électrophorèse sur native-gel ou par pull-down. L'ensemble de ces travaux confirme l'existence d'un lien direct entre NER et BER chez D. radiodurans, qui pourrait contribuer à la forte activité de réparation de cette bactérie.

The radiation resistant bacterium, Deinococcus radiodurans, is known to possess a relatively conserved DNA repair machinery, and yet, it exhibits an outstanding DNA repair efficiency. We hypothesized that a possible synergy between different DNA repair pathways might explain this remarkable repair capacity. To test this hypothesis, my PhD thesis aimed at investigating a possible crosstalk between the nucleotide excision repair (NER) and the base excision repair (BER) pathways of D. radiodurans, which together are responsible for the eradication of DNA lesions occurring at the nucleobase level. By combining the NER and BER machinery on various DNA substrates, we showed that the NER machinery can further process the products of repair of the Fpg DNA glycosylase, responsible for 8oxoG removal from DNA, and that a UvrA (involved in NER) variant, UvrA2, can compete with Fpg for binding to its DNA substrate. These findings suggest there is at least a functional interaction between NER and BER on certain substrates. To determine whether this relies on direct interactions between NER and BER factors, we used a bacterial two-hybrid system to probe interactions among NER factors and between NER and BER factors. Several direct NER-NER and NER-BER interactions were identified and subsequently validated by pull-down and native-gel electrophoresis. Together, this work provides strong evidence of a direct link between NER and BER in D. radiodurans, which may contribute to the highly efficient DNA repair machinery of this bacterium.