Action de l'hélicase UvrD lors du redémarrage des fourches de réplication chez la bactérie Escherichia coli

Action of the UvrD helicase in the restart of arrested replication forks in Escherichia coli

• Auteur / Autrice : Roxane Lestini
• Direction : Bénédicte Michel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génétique
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Paris 7

Mots clés

Mots clés contrôlés

Rec A Recombinases

Helicase

Escherichia coli

Réplication de l'ADN

Bacillus subtilis

Résumé

Ce travail s'intéresse au rôle de l'hélicase UvrD dans le redémarrage des fourches de réplication inactivées chez Escherichia coli. Dans le cas d'arrêt de la réplication à un site Ter/Tus de terminaison de la réplication ectopique, nous avons montré que UvrD est l'hélicase majeure impliquée dans le redémarrage. Nous proposons que le rôle de l'hélicase UvrD lors du redémarrage des fourches bloquées à un site de terminaison ectopique consiste à déplacer le complexe Ter/Tus de terminaison lors du redémarrage de la réplication après recombinaison homologue. Nous avons pu montrer que ce rôle de UvrD est conservé chez son homologue PcrA de Bacillus subtilis. Dans le cas d'arrêt de la réplication après inactivation d'une sous-unité de la polymérase réplicative (Pol III) d'E. Coli, la sous-unité catalytique (mutant dnaEts) ou le facteur de processivité (mutant dnaNts), l'action anti-RecA de UvrD est essentielle à la réaction de réversion des fourches de réplication (RPR) permettant un redémarrage de la réplication. L'étude du mode d'action anti-RecA de UvrD aux fourches de réplication inactivées montre qu'il dépend de la sous-unité de Pol III inactivée. Dans le mutant dnaNts l'activité ATPase de UvrD est essentielle à son action anti-RecA. Au contraire, dans le mutant dnaEts l'action anti-RecA de UvrD ne nécessite pas l'activité ATPase de la protéine, et corrèle avec un besoin de la protéine RarA/MgsA pour la fixation de RecA. Par ailleurs, nous avons montré que l'action anti-RecA de UvrD aux fourches de réplication inactivées est conservé chez son homologue PcrA de Bacillus subtilis.

This study aims at understanding the role of the UvrD helicase in the restart of arrested replication forks in Escherichia coli. After replication arrest at ectopic replication terminaison sites of Ter/Tus, we showed that UvrD is the major helicase needed to restart. We propose that UvrD acts in concert with homologous recombination proteins to dislodge Tus form Ter sites during replication restart. The Tus-removal action of UvrD is conserved in Bacillus subtilis homologous helicase PcrA. After replication fork arrest by the inactivation of a subunit of the DNA polymerase III holoenzyme (Pol Illh), either the catalytic subunit (dnaEts mutant) or the (3-clamp (dnaNts mutant), the anti-RecA action of UvrD at blocked forks is essential for the replication fork reversal reaction (RPR) to promote replication restart. We have shown that the anti-RecA action of UvrD at blocked forks reflects two different activities of this enzyme. An ATPase-deficient UvrD mutant is able to antagonize RecA in cells affected for the Pol IIIh catalytic subunit DnaE. In this mutant, RecA action at blocked forks specifically requires the protein RarA (MgsA). This suggests that UvrD acts by preventing RecA binding, possibly through counteracting RarA. In contrast, at forks affected for the Pol Illh clamp (DnaN), RarA is not required for RecA binding and the ATPase fonction of UvrD is essential to counteract RecA, supporting the idea that UvrD removes RecA from DNA. The anti-RecA action of UvrD at Pol IIIts-blocked forks is conserved in the Bacillus subtilis homologous helicase PcrA. Proliferative disorders, this unique mutation will permit a new molecular classification of these disorders and novel therapeutical approaches.