Analyse de l'expression et des modifications post-traductionnelles de l'hélicase BLM au cours du cycle cellulaire

Analysis of the expression and post-translational modifications of BLM protein during the cell cycle

• Auteur / Autrice : Stéphanie Dutertre
• Direction : Mounira Amor-Guéret
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie cellulaire et moléculaire
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Interactions moléculaires et cancer (Villejuif, Val-de-Marne)
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté de médecine (Le Kremlin-Bicêtre, Val-de-Marne)
• Jury : Président / Présidente : Thomas Tursz
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Thomas Tursz, Malek Djabali, Jacques Piette, Claude Prigent, Christian Jaulin
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Malek Djabali, Jacques Piette

Mots clés

Mots clés contrôlés

Transport des ARN

Recombinaison homologue

Syndrome de Bloom

RecQ helicases

Matrice nucléaire

Phosphorylation

Mitose

Rayonnements ionisants

Mots clés libres

Prédisposition au cancer

Instabilité génétique

Résumé

Le syndrome de Bloom (BS) est une maladie génétique rare associant une prédisposition au développement de tous types de cancers et une instabilité génétique généralisée. La protéine BLM dont les altérations sont à l'origine de ce syndrome, appartient à la famille des hélicases de type RecQ, hélicases extrêmement conservées de la bactérie à l'homme et impliquées dans le contrôle de la recombinaison. Cette protéine possède une activité 3'-5' ADN-hélicase ; cependant son rôle physiologique est encore mal connu, et son identification a constitué le principal objectif de mes travaux de recherche. Ainsi, nous avons montré que la protéine BLM s'accumulait en phasenS du cycle cellulaire, que son expression persistait en G2/M puis s'effondrait en phase Gl. Nous avons également montré que l'hélicase BLM présentait des modifications post-traductionnelles en mitose, correspondant à des phosphorylations modifiant sa localisation cellulaire mais n'altérant pas son activité hélicase ou son interaction avec la topoisomérase IIIα. Par ailleurs, nous avons montré qu'en réponse à des radiations ionisantes, la protéine BLM s'accumule et est phosphorylée par une voie dépendante de la kinase ATM. Nous avons également montré que dans des cellules en mitose, en réponse à des radiations ionisantes, la protéine BLM est déphosphorylée. Cette déphosphorylation est associée à un changement de localisation de la protéine BLM vers un compartiment cellulaire 'insoluble' et à l'inactivation de la kinase Cdc2. Ces résultats suggèrent que la protéine BLM est impliquée dans la réponse cellulaire aux radiations ionisantes et que cette protéine pourrait être stockée pendant la mitose sous une forme active dans un compartiment soluble de la cellule mitotique pour permettre son recrutement en présence de lésions de l'ADN. L'ensemble de ces résultats soulève la question de l'existence d'un mécanisme général de réparation de l'ADN au moment de la mitose en réponse à des stress génotoxiques.

Bloom's syndrome is a rare genetic disorder associated to a predisposition to the development of all kinds of cancer and to a generalized genetic instability BLM protein is defective in this disorder and belongs to the recQ helicase family. Helicases of this family are extremely conserved throughout evolution and are involved in the control of recombination. The BLM protein displays a 3'-5' DNA helicase activity; however its physiological role is still unclear. The goal of my research work was the elucidation of that role. We showed that BLM protein accumulates in S phase; of the cell cycle that its expression persists during G2/M and sharply declines in G1. We also showed that BLM helicase is subject to post-translational modifications during mitosis, namely phosphorylations modifying its cellular localization. We showed that BLM phosphorylation in mitosis-arrested cells does not modify neither its helicase activity nor its interaction with topoisomerase IIIα. Besides, we showed that, in response to ionizing radiation, BLM protein accumulates and is phosphorylated through an ATM-dependent pathway. We also showed that ionizing radiation treatment of mitosis arrested cells, results in BLM dephosphorylation and in inactivation of the Cdc2 kinase. This dephosphorylation is associated to a change in BLM localization towards an insoluble cellular compartment. These results suggest that BLM protein is involved in the cellular response to ionizing radiation and that it can be stored during mitosis under an active form in a soluble compartment of the mitotic cells allowing its recruitment in response to DNA damage. All these results suggest the existence of a general mechanism of DNA repair during mitosis in response to genotoxic stress.