Rôle de l'ADN polymérase Kappa dans le maintien de la stabilité du génome au cours de la phase S ; impact de sa dérégulation sur l'instabilité génétique des cellules tumorales

Role of the DNA polymerase k in genome stability during S-phase ; concequences of its deregulation on tumoral cells genetic instability

• Auteur / Autrice : Rémy Bétous
• Direction : Jean-Sébastien Hoffmann
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Cancérologie
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

ADN -- Réplication

Cancer

Génotype

PCR (génétique)

Mots clés libres

Réplication

ADN polymérase Kappa

Point de contrôle de phase S

Instabilité génétique

Cancer

Résumé

Au cours de la progression tumorale, l'adaptation des cellules malignes aux pressions de sélection provient d'une forte instabilité génétique. De récents travaux indiquent que cette instabilité est engendrée principalement pendant la phase S, dès les stades hyperplasiques ou pré-cancéreux, suite à des modifications du programme de réplication du génome, mais les bases moléculaires demeurent encore inexpliquées. Les travaux de cette thèse ont exploré le rôle dans ces mécanismes d'une ADN polymérase, Pol kappa, dite " translésionnelle " (TLS) ou " spécialisée ", dont l'expression est très finement régulée dans les cellules humaines, et décrite jusqu'à présent comme un acteur de réparation ou de tolérance après endommagement externe de l'ADN. Grâce à une méthodologie d'interférence ARN, nous avons d'abord démontré que Pol kappa était un facteur de la réplication génomique en absence de tout stress génotoxique externe, requise notamment pour la réplication de séquences d'ADN chromosomiques capables de former des structures non conventionnelles (ADN non-B ; sites fragiles) et pour l'activation de la kinase effectrice majeure du point de contrôle de phase S, Chk1. Puis nous avons démontré qu'une dérégulation de Pol kappa, positive ou négative, fréquemment observée dans les cancers humains, conduisait dans les deux cas à une perturbation du programme de la réplication (vitesse des fourches et densité d'origines), source de cassures et d'instabilité chromosomiques. D'un point de vue cancérologique, la dérégulation négative de Pol kappa apparaît majeure puisque non seulement elle génère de l'instabilité génétique, mais elle empêche aussi l'activation d'une kinase nécessaire pour contenir cette instabilité. Ces travaux révèlent un rôle inattendu d'une ADN polymérase TLS humaine et ouvrent de nouvelles perspectives sur la compréhension du stress réplicatif dans les cancers.

During the tumoral process, the adaptation of malignan cells comes from a strong genetic intability. Recent studies indicate that this instability is mainly generated during S-phase in hyperplasia cells, an early stage of tumorigenesis, by a défective replication program, but the related molecular bases are not still well understood. This PhD work has investigated the potential role in this process of the translesional or specialized DNA polymerase Kappa whose expression is finely tuned in human cells and which is described at the present time as a repair or an adaptative factor after DNA injuries. By the RNA interferance approach, we have demonstrated that Pol kappa is a replication factor in absence of any external genetic stresses, particularly for the replication of chromosomic DNA sequences which are able to form secondary structures (Non-B DNA, fragil sites. . . ) as well as for the activation of Chk1, the main kinase effector of the S-phase checkpoint. Then we have shown that positive or negative deregulation of Pol kappa, frequently observed in human cancers leads in both case to a replication stress (at the forks speed and origins density levels), which is a source of DNA breaks and chromosomic instability. In Cance cells, the negative misregulation of Pol kappa appears to be critical since it triggers genetic instability, by preventing the activation of the main S-phase checkpoint kinase Chk1 which is required to maintain genomic stability. This work highlighted an unexpected role for a human DNA polymerase and open new insights on our understanding of the replicative stress in cancer cells.