Mécanismes moléculaires de la voie NHEJ, voie de réparation des cassures double-brin de l'ADN : de la levure à l'humain

Molecular mechanisms of the NHEJ pathway, DNA double strand breaks repair pathway : from yeast to human

• Auteur / Autrice : Vincent Morin
• Direction : Jean-Baptiste Charbonnier
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Biologie structurale
• Date : Soutenance en 2024
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Innovation thérapeutique : du fondamental à l'appliqué
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : I2BC - Institut de Biologie Intégrative de la Cellule
• Partenaire(s) de recherche : Référent : Faculté de pharmacie
• Partenaire(s) de recherche : graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Santé et médicament (2020-....)
• Jury : Président / Présidente : Agathe Urvoas
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Lionel Mourey, Valérie Biou, Joanna Timmins, Pierre-Damien Coureux, Bertrand Raynal
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Valérie Biou, Joanna Timmins

Mots clés

Mots clés libres

Microscopie electronique

Réparation de l'ADN

Biologie Structurale

Biophysique

Structural Biology

DNA Repair

Electronic Microscopy

Biophysics

Résumé

Résumé : Mes travaux du doctorat ont porté sur la compréhension des mécanismes moléculaires de la voie de réparation des cassures double-brin de l'ADN : le NHEJ (Non Homologous End Joining). Plusieurs projets ont été portés : Le premier traite d'une interaction entre la protéine Ku, acteur majeur de la voie NHEJ, et une petite molécule endogène, l'inositol hexaphosphate (IP6) qui stimule cette voie de réparation chez l'humain. J'ai pu montrer l'impact de cette interaction avec une augmentation de la stabilité de la protéine par diverses méthodes biophysiques, des effets sur l'affinité de Ku pour l'ADN et enfin le recrutement favorisé d'un autre acteur du NHEJ, le cofacteur de la ligase XLF. Le deuxième a été d'initier une grande étude du NHEJ chez la levure. En effet, Il n'y a que peu d'information concernant cet organisme et j'ai pu là encore démarrer plusieurs sous-projets. J'ai reconstitué un complexe cœur du NHEJ constitué de Ku, de la Ligase IV et de deux co-facteurs Lif1 et Nej1. Par des analyse en CryoEM, j'ai pu résoudre la structure d'un complexe Ku - ADN - Ligase IV. En parallèle, j'ai pu apporter d'autres éléments de réponse concernant les mécanismes de translocation de Ku sur l'ADN. Enfin, j'ai participé à un projet collaboratif concernant le rôle de Ku dans la protection des télomères.

Abstract : My doctoral research was focused on understanding the molecular mechanisms of the main DNA double-strand breaks repair pathway known as the Non Homologous End Joining (NHEJ). Several projects were undertaken: The first project investigated using various biophysical methods the interaction between the Ku protein, a key player in NHEJ, and a small endogeneous molecule, inositol hexaphosphate (IP6), which stimulates this repair pathway by increasing the Ku protein stability, affects its affinity for DNA, and facilities the recruitement of another NHEJ player, the ligase cofactor XLF. The second project initiated a comprehensive study of NHEJ in yeast. Since little was known in this organism, I began several projects. A core NHEJ complex consisting of Ku, Ligase IV, and two co-factors, Lif1 and Nej1, was reconstituted. The structure of a Ku - DNA - Ligase IV complex was resolved by CryoEM. At the same time, I was able to provide further insights into the mechanisms of Ku translocation on DNA. Additionally, I participated in a collaborative project regarding the role of Ku in telomere protection.