Rôle de l'ADN Polymérase Zeta au cours de la réplication de l'ADN des cellules mammifères: conséquences sur la stabilité du génome et le paysage mutationnel.

par Barbara Ben Yamin

Projet de thèse en Sciences de la vie et de la santé

Sous la direction de Patricia Kannouche.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de Cancérologie : biologie - médecine - santé , en partenariat avec Stabilité Génétique et Oncogenèse (laboratoire) , Polymérases translésionnelles et cancer (equipe de recherche) et de Université Paris-Sud (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-10-2015 .


  • Résumé

    La réplication de l'ADN est un processus cellulaire fondamental qui assure la duplication fidèle de l' information génétique et sa transmission aux cellules filles. Différentes perturbations d'origine endogène ou exogène peuvent interférer avec la progression de la fourche de réplication menaçant ainsi l'intégrité du génome. Pour éviter le blocage du réplisome, les polymérases réplicatives peuvent être remplacées provisoirement par des polymérases translésionnelles (TLS) mutagènes mais capables de franchir différents types de lésions. Parmi les polymérases TLS, Pol zeta entraine une létalité embryonnaire chez la souris suggérant qu'elle a acquit une fonction essentielle au cours de l'évolution. Sachant que Rev3L, la sous unité catalytique de Polz, est nécessaire à la réplication des sites fragiles communs connus pour être lié à l'instabilité génétique, ceci suggère que Polz pourrait être impliquée dans la réplication “normale” de l' ADN. Cependant sa fonction biologique reste à préciser. Nous avons montré que la phase S est perturbée dans les MEFs Rev3L-/-, avec une réplication retardée dans 5% du génome suggérant l'implication de Polz dans la réplication de ces régions spécifiques. De plus, ce défaut de réplication est associé à une augmentation de la mutagénèse. Nous avons également montré que Polz joue un rôle critique dans le maintient épigénétique en interagissant avec des protéines de l'hétérochromatine. Nous proposons donc que Polz a été sélectionnée au cours de l'évolution pour assister les polymérases réplicatives à répliquer la chromatine condensée afin de limiter l'instabilité génomique. Nous voulons maintenant préciser son rôle dans la réplication des télomères puisque des résultats préliminaires indiquent que Rev3L participerait à leur stabilité. Nous explorons également la régulation de Rev3L sachant que cette protéine est nécessaire à la survie des cellules face à différents agents génotoxiques et serait impliquée dans les mécanismes de chimio-résistance.

  • Titre traduit

    Exploring the role of DNA polymerase zeta during DNA replication in mammalian cells: consequences on genome stability and mutational landscape.


  • Résumé

    DNA replication is a fundamental process of the cell that ensures accurate duplication of the genetic information and subsequent transfer to daughter cells. Various perturbations, originating from endogenous or exogenous sources, can interfere with proper progression and completion of the replication process, thus threatening genome integrity. To avoid fork collapse, stalled replicative DNA polymerases can be transiently replaced by alternative error-prone DNA polymerases called translesion synthesis (TLS) polymerases that are able to bypass numerous DNA lesions. Among TLS polymerases, Pol zeta is unique because inactivation of the gene encoding its catalytic subunit (REV3L) leads to embryonic lethality in the mouse suggesting that polz has acquired an essential function during evolution. Recently, it has been shown that Rev3L is critical for the replication of common fragile sites, known to be linked to genetic instability, suggesting that Polz could be involved in "normal” DNA replication. However, its biological function remains unclear. We showed that S phase progression is impaired in Rev3L-/- MEFs with 5% of the genome showing a delayed replication timing, suggesting an involvement of Polz in the replication of these regions. Plus, this replication defect is associated with an increased mutagenesis in these regions. Moreover we uncovered that Polz plays a critical role in the maintenance of epigenetic states by interacting with heterochromatin components. Finally, we propose that Polz has been co-opted by evolution to assist the replicative DNA polymerases in duplicating condensed chromatin in order to limit genetic instability. Now we would like to precise Polz role in telomeres replication since preliminary results tend to show that Rev3L could be involved in their stability. We also want to explore Rev3L regulation knowing that this protein is necessary to cell survival against different genotoxic agents and could be involved in chemo-resistance mechanisms.