RÔLES DE KU DANS LA RÉPARATION DES CASSURES DOUBLE-BRIN DE L'ADN ET LES MÉCANISMES MOLÉCULAIRES ASSOCIÉS À DES STRESS RÉPLICATIFS : CARACTÉRISATION DE DYSFONCTIONNEMENTS DE CES VOIES ASSOCIÉS AU CANCER

ROLES OF KU IN DNA DOUBLE-STRAND BREAK REPAIR AND MOLECULAR MECHANISMS ASSOCIATED WITH REPLICATIVE STRESS: CHARACTERIZATION OF DYSFUNCTIONS OF THESE PATHWAYS ASSOCIATED WITH CANCER

• Auteur / Autrice : Claire Tettaravou
• Direction : Sophie Zinn-justin, Jean-Baptiste Charbonnier
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Biologie structurale
• Date : Inscription en doctorat le 30/09/2024
• 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

Mots clés

Mots clés libres

Cryo-EM

Nhej

Réparation de l'ADN

Nhej

DNA repair

Cryo-EM

Résumé

KU70-KU80 (KU) joue un rôle crucial dans la stabilité du génome grâce à ses multiples fonctions dans le métabolisme de l'ADN. Son rôle principal est de reconnaître les cassures double brin (CDBs) de l'ADN et de coordonner le recrutement des facteurs de la voie de réparation NHEJ. Les CDBs, causées par des radiations ou des sources cellulaires internes comme les erreurs de réplication et les espèces réactives de l'oxygène, sont des lésions toxiques pouvant provoquer la mort cellulaire ou le cancer. KU est également impliqué dans la gestion du stress de réplication, contribuant à la stabilité des fourches de réplication et empêchant leur dégradation. Les recherches récentes ont montré que ces fonctions réplicatives de KU sont conservées entre S. pombe et les cellules humaines. La thèse vise deux objectifs principaux : (1) Étudier les interactions et structures 3D de KU avec l'ADN et les complexes ADN chez l'homme et S. pombe, en utilisant des techniques de biochimie, de cryoEM, de cristallographie aux rayons X et de prédiction structurelle avec AlphaFold3; (2) Caractériser le rôle de KU dans la réparation NHEJ des CDBs, notamment les interactions de KU avec des CDBs contenant des nucléotides d'ARN, une étude pionnière tant chez l'homme que chez S. pombe. Ces recherches visent à élucider les mécanismes moléculaires de KU dans la réparation et la réplication de l'ADN, et à comprendre les dysfonctionnements liés au cancer. Le projet s'appuiera sur des protocoles éprouvés pour l'expression et la purification des facteurs NHEJ, fournissant des outils et concepts nouveaux pour la recherche dans ces domaines.

KU70-KU80 (KU) plays a crucial role in genome stability due to its multiple functions in DNA metabolism. Its primary role is to recognize double-strand breaks (DSBs) in DNA and coordinate the recruitment of factors in the NHEJ repair pathway. DSBs, caused by radiation or internal cellular sources like replication errors and reactive oxygen species, are toxic lesions that can lead to cell death or cancer. KU is also involved in managing replication stress, contributing to the stability of replication forks and preventing their degradation. Recent research has shown that these replication functions of KU are conserved between S. pombe and human cells. The thesis aims at two main objectives: (i) Study the interactions and 3D structures of KU with DNA and DNA complexes in humans and S. pombe, using biochemical techniques, cryoEM, X-ray crystallography, and structural prediction with AlphaFold3; (ii) Characterize KU's role in NHEJ repair of DSBs, particularly KU's interactions with DSBs containing RNA nucleotides, a pioneering study in both humans and S. pombe. This research aims to elucidate the molecular mechanisms of KU in DNA repair and replication and understand dysfunctions related to cancer. The project will rely on established protocols for the expression and purification of NHEJ factors, providing new tools and concepts for research in these fields.