Compartimentalisation des mécanismes de tolerance au stress réplicatif par les protéines de la voie FA/BRCA

par Emile Alghoul

Projet de thèse en Biologie Santé

Sous la direction de Angelos Constantinou et de Jihane Basbous.

Thèses en préparation à Montpellier , dans le cadre de Sciences Chimiques et Biologiques pour la Santé , en partenariat avec IGH - Institut de Génétique Humaine (laboratoire) et de Instabilité Génétique et Cancer (equipe de recherche) depuis le 01-10-2019 .


  • Résumé

    Les cellules cancéreuses sont caractérisées par un stress réplicatif constitutif. Ainsi, la plupart des cancers sont sensibles aux agents endommageant l'ADN et les radio/chimiothérapies sont un pilier des traitements anti-cancéreux. La réponse des cellules aux lésions de l'ADN (DDR) coordonne la réparation et la réplication de l'ADN avec le cycle cellulaire et le programme transcriptionnel, assurant ainsi la survie des cellules. La réponse aux lésions de l'ADN (DDR) est induite par une cascade de phosphorylation médiée par les kinases ATR, ATM et DNA-PKcs. Du fait de la quantité accrue de lésions de l'ADN, la survie des cellules cancéreuses dépend fortement de la DDR. Les protéines impliquées dans la signalisation des lésions de l'ADN forment des micro-compartiments non-délimités par une membrane et visualisés en microscopie par immunofluorescence. L'objectif du projet est de comprendre les mécanismes qui sous-tendent la formation de ces structures. Nous explorerons un nouveau paradigme permettant d'appréhender l'organisation des activités biochimiques dans la cellule. En effet, nous définirons les micro compartiments de signalisation des lésions de l'ADN comme des « condensats » biomoléculaires. Un condensat biomoléculaire est un compartiment non membranaire dont l'auto-assemblage résulte de la capacité d'une protéine à opérer une transition de phase liquide-liquide. Nous avons identifié des protéines impliquées dans la DDR capables de former spontanément, in vitro, des micro-compartiments. Nous utiliserons les outils d'édition du génome, la microscopie par immunofluorescence ainsi que des approches biochimiques pour explorer les mécanismes de formation des micro-compartiments non membranaires impliqués dans la réponse aux lésions de l'ADN. Nous utiliserons les connaissances acquises pour élaborer de nouvelles approches thérapeutiques.

  • Titre traduit

    Compartmentalisation of replicative stress tolerance mechanisms by FA / BRCA pathway proteins


  • Résumé

    Cancer cells are characterised by DNA replication stress and by a high burden of endogenous DNA lesions. Thus, many cancers are particularly sensitive to DNA damaging agents, and radio and chemotherapies remain the mainstay for cancer treatments. In response to DNA damage, the DNA damage response (DDR) ensures cell survival through coordination of DNA repair and DNA replication with cell cycle progression and transcription. The DNA damage response is implemented by the master checkpoint kinases ATM, ATR and DNA-PKcs. Cancer cells that experience high levels of DNA replication stress are more dependent on the DDR for survival than normal cells. To gain fresh insights into the underlying mechanisms of the DDR and expand its potential target space, we will exploit a novel paradigm for the self-organization of cellular biochemistry. We will dissect DDR assemblies as biomolecular “condensate”. A biomolecular condensate is a micron-scale compartment in eukaryotic cells that lacks a surrounding membrane but functions to concentrate proteins and nucleic acids. These compartments form via a process of liquid phase separation of scaffolding proteins. We have identified DDR proteins that can undergo liquid phase separation. Using genome editing approaches, we will explore the functional significance of liquid phase transition in the cellular response to DNA replication stress. Next, a combination of fluorescence microscopy and biochemical methods, we will identify client proteins that partition into DDR condensates and explore how post-translational modifications (PTM) regulate the self-assembly and the dissolution of DNA damage-induced biomolecular condensates. The knowledge gained from these studies will be exploited to elaborate novel therapeutic approaches.