Facteurs physiologiques et génétiques impliqués dans le maintien de l'intégrité du génome mitochondrial après irradiation de la levure Saccharomyces cerevisiae

par Martine Heude

Thèse de doctorat en Sciences naturelles

Sous la direction de Ethel Moustacchi.

Soutenue en 1985

à Paris 11 , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .

Le président du jury était André Berkaloff.

Le jury était composé de Ethel Moustacchi, André Berkaloff, Jean-Claude Mounolou, Bernard Dujon, Alain Sarasin.

mots clés

• Mutation rho⁻
• Réparation
• Mitochondries
• Génome
• Saccharomyces cerevisiae
• Rayonnement ultraviolet
• Rayonnements ionisants

Résumé

La recherche de mécanismes de réparation actifs sur le génome mitochondrial de la levure S. Cerevisiae a été menée en examinant les effets de différents facteurs physiologiques et génétiques, interférant avec la réparation nucléaire, sur l’induction de mutants mitochondriaux de type rho- par les radiations UV (254 nm) ou ionisantes (rayons Ɣ). Une période d’incubation des cellules en milieu non nutritif, séparant l’irradiation UV et leur transfert en milieu nutritif, favorise la réparation nucléaire et permet de moduler l’induction de mutants rho-. Des arguments en faveur de l’existence de mécanismes capables de restaurant l’intégrité du génome mitochondrial dans les cellules irradiées en phase exponentielle de croissance et traitées dans ces conditions, sont présentés. L’efficacité de ces mécanismes dépend de la synthèse de novo de protéines d’origine nucléaire et mitochondriale et de celle d’ADN mitochondrial durant l’incubation en milieu non nutritif. La comparaison de la perte de marqueurs mitochondriaux dans les mutants rho- par les radiations dans des souches différant au niveau de gènes contrôlant différents systèmes de réparation nucléaire a montré l’existence de déterminants génétiques communs à la réparation nucléaire et au maintien de l’intégrité du génome mitochondrial. Les voies de réparations nucléaires et mitochondriales ne sont cependant pas identiques et leur régulation est au moins en partie différente.

Titre traduit

Physiological and genetic factors involved in maintaining the integrity of the mitochondrial genome after irradiation of the yeast saccharomyces cerevisiae

Résumé

Repair mechanisms acting on the mitochondrial genome of yeast have been looked for, by studying the effects of different physiological and genetic factors, known to interfere with nuclear repair, on the induction of mitochondrial rho- mutants by UV (254nm) or ionizing (Ɣ-rays) radiations. Liquid holding cells in non-nutrient medium after UV-irradiation, before plating on nutrient medium, favours nuclear repair and modulates rho- mutant induction. Data are presented, supporting the hypothesis that mechanisms act in UV-irradiated liquid held cells, when treated in exponential phase of growth, to restore the integrity of the mitochondrial genome. Their efficiency is dependent upon de novo nuclear-directed and mitochondrial protein synthesis and upon mitochondrial DNA synthesis during the liquid holding period. The comparison between the patterns of loss of mitochondrial genetic markers among spontaneous and induced rho- mutants let us to postulate a common mechanism generating these mutants. The comparison between rho- mutant induction by UV-or Ɣ-ray irradiation among strains differing at the level of genes controlling different nuclear repair systems demonstrated that nuclear genetic determinants are involved in both nuclear repair and maintenance of intact mitochondrial genomes. Nevertheless, the pathways of nuclear and mitochondrial repair are not identical and their regulation is at least partially different.