Le complexe de ligation dans la réaction de réparation des cassures de l'ADN par recombination non homologué

Functional interaction between components of the ligation complex of DNA double strand break repair by non-homologous end-joining

• Auteur / Autrice : Pei-Yu Wu
• Direction : Philippe Frit, Bernard Salles
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Cancérologie
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Radiorésistance

Rayonnements ionisants

Radiothérapie

Recombinaison génétique

ADN -- Réparation

ADN -- Altération

Génétique

Cancer

Mots clés libres

Réparation de l'ADN

Cassures double brin

Recombinaison non homologue

Radiations ionisantes

Radiothérapie

Radiosensibilisation

ADN Ligase

Résumé

Les cassures double-brin (CDB) de l'ADN sont produites lors d'événements physiologiques ou physiopathologiques comme la recombinaison V(D)J, le blocage de fourches de replication, ou bien induites par des agents physiques ou chimiques à activité clastogène. Les CDB représentent une lésion hautement toxique et sont réparées par recombinaison homologue ou par recombinaison non-homologue (NHEJ). Chez les mammifères, la voie NHEJ représente le processus majoritaire de réparation responsable de la survie cellulaire après endommagement de l'ADN. Suite à la production de CDB, par exemple par des rayonnements ionisants (RI), l'he��térodimère Ku70/80 se lie aux extrémités de la cassure et recrute la sous-unité catalytique DNA-PKcs. Ce Complexe-1 ou DNA-PK (i. E Ku70/Ku80/DNA-PKcs) forme une synapse qui maintient rapprochées les extrémités de la cassure, acquiert une activité sérine-thréonine kinase qui par auto-phosphorylation de la DNA-PKcs induit un changement de conformation favorisant le recrutement du 2ème complexe impliqué dans la ligation des extrémités. Ce Complexe-2 est un hétérotrimère composé de XRCC4, Ligase IV et Cernnunos-XLF. Ce travail a eu pour objectif de mieux comprendre les interactions internes et externes des partenaires du Complexe-2. Nous avons établi le domaine minimal d'interaction fonctionnelle de la Ligase IV (XIR-BRCT2) avec XRCC4 et montré que son expression cellulaire induit une sensibilisation au RI et autres agents clastogènes. Le mécanisme de sensibilisation repose sur un déplacement de la Ligase IV du Complexe-2 suivie de sa dégradation aboutissant à une perte de recrutement stable du complexe sur la chromatine endommagée. . .

DNA double-strand breaks (DSBs) are the most lethal threats among all the DNA damages in cells. They can arise not only endogenously from normal physiological processes such as V(D)J recombination or toxic lesions like DNA replication forks collapses, but also exogenously from DNA damaging agents like ionizing radiation (IR) or radiomimetic compounds. In mammals, DSBs are mainly repaired by homologous recombination (HR) during S and G2 phases of the cell cycle when sister chromatids are available, and, more predominantly, in all the phases of cell cycle by the non-homologous end-joining (NHEJ) pathway without any requirement for homology guidance. The NHEJ machinery is also involved in V(D)J recombination to rearrange B-cell immunoglobulin and T-cell receptor genes. Deficiency in NHEJ consequently results in hypersensitivity to IR, immunodeficiency, as well as chromosomal instability. After DSBs induction, Ku70/Ku80 heterodimer binds to free DNA ends, allowing the subsequent recruitment and activation of the DNA-dependent protein kinase catalytic subunit (DNA-PKcs). The resulting DNA-PK holoenzyme (i. E. Ku/DNA-PKcs or Complex-1) tethers two DNA termini and form the synaptic complex that may further activates DNA-PKcs by several (auto)phosphorylation events. Upon activation, Complex-1 undergoes conformational changes to accommodate the ligation complex (Complex-2) and accessory factors that make DNA ends compatible with ligation, when necessary. Complex-2 comprises XRCC4, DNA LigIV (LigIV) and the more recently identified factor Cernunnos-XLF (Cer-XLF). The three partners interact with each other and Complex-2 also binds Complex-1 and accessory factors, thus accounting for its highly efficient end-joining activity. In this work we aimed at characterizing the intimate interaction network between Complex-2 factors. . .