FACT, réparation par excision de bases et fixation du facteur de transcription NF-kB sur la chromatine

par John Lalith Charles Richard

Thèse de doctorat en Sciences de la vie

Sous la direction de Stefan Dimitrov.

Soutenue le 26-06-2012

à Grenoble , dans le cadre de École doctorale chimie et science du vivant (Grenoble) , en partenariat avec Institut Albert Bonniot de Grenoble (équipe de recherche) .

Le président du jury était Johannes Geiselmann.

Le jury était composé de Stefan Dimitrov, Dimitar Angelov, Pierre Couble.

Les rapporteurs étaient Patrick Lomonte, Pablo Radicella.


  • Résumé

    FACT est une protéine clé, qui joue de multiples rôles, y compris dans la transcription et la réparation de l'ADN endommagé. Néanmoins, comment FACT participe à la réparation et à la transcription de la chromatine n'est pas élucidé. Dans ce travail nous avons tout d'abord étudié le rôle de FACT dans le processus de réparation par excision de base (BER). Nous avons utilisé des nucléosomes reconstitués avec de l'ADN à uracile incorporé au hasard. Nous avons trouvé que l'enzyme UDG est capable d'enlever les uraciles localisés du côté de la solution et pas les uraciles se trouvant en face de l'octamère d'histone. La présence simultanée de FACT et de RSC (facteur de remodelage de la chromatine, impliqué dans la réparation) permet un enlèvement efficace des uraciles localisés du côté de l'octamère d'histone par l'UDG. De plus, l'action concertée de FACT et RSC contribue à l'enlèvement de la lésion oxidative 8-oxoG, autrement inaccessible, de la matrice nucléosomale par l'enzyme OGG1. Ce résultat est obtenu grâce à une activité « co-remodelatrice » de la protéine FACT. Dans ce travail nous décrivons pour la première fois cette nouvelle propriété de FACT et nous montrons par une série d'expériences biochimiques que FACT est capable de stimuler l'activité de remodelage du RSC. Nos expériences montrent que la présence de FACT augmente l'efficacité de RSC à transformer l'énergie libérée par l'hydrolyse de l'ATP en travail « mécanique ». Les données obtenues suggèrent une nature stochastique du BER in vivo, FACT étant un facteur clé dans le processus de réparation. Nous avons également investigué l'implication de l'activité co-remodelatrice de FACT dans la fixation de NF-kB aux matrices nucléosomales. La production de nucléosomes remodelés, mais non - mobilisés (remosomes) n'est pas suffisante pour promouvoir la fixation de NF-kB. Pourtant, la mobilisation des nucléosomes par l'intermédiaire de RSC permet une interaction efficace entre NF-kB et l'ADN nucléosomal. Toutes ces données sont essentielles pour le décryptage du mécanisme moléculaire par lequel FACT agit dans le BER et dans la transcription médiée par NF-kB.

  • Titre traduit

    FACT, Base Excision Repair and Transcription Factor NF-kB binding to chromatin


  • Résumé

    FACT is a vital protein which has multiple roles including one in transcription and repair of damaged DNA. However, how FACT assists repair and transcription remains elusive. In this work, we have first studied the role of FACT in Base Excision Repair (BER). We used nucleosomes containing DNA with randomly incorporated uracil. We found that the enzyme UDG is able to remove uracils facing the solution and not the uracils facing the histone octamer. The simultaneous presence of FACT and RSC (a chromatin remodeler involved in repair) allows, however, a very efficient removal of uracil facing the histone octamer by UDG. In addition, the concerted action of FACT and RSC permits the removal of the otherwise un-accessible oxidative lesion 8-oxoG from nucleosomal templates by OGG1. This was achieved thanks to the co-remodeling activity of FACT. Here we described for the first time this novel property of FACT and we show in a series of biochemical experiments that FACT is able to boost the remodeling activity of RSC. The experiments reveal that the presence of FACT increases the efficiency of RSC to transform the energy freed by ATP hydrolysis into “mechanical” work. The presented data suggest a stochastic nature of BER functioning in vivo, FACT being a key factor in the repair process. The implication of the co-remodeling activity of FACT in NF-kB factor binding to nucleosomal templates was also investigated. The generation of remodeled, but not mobilized nucleosomes (remosomes), was not sufficient to promote NF-kB binding. However, the RSC-induced nucleosome mobilization allows efficient NF-kB interaction with nucleosomal DNA. Our data are instrumental in deciphering the molecular mechanism of FACT implication in BER and NF-kB mediated transcription.


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