Réplication des télomères humanisés chez la levure Saccharomyces cerevisiae

• Auteur / Autrice : Amadou Bah
• Direction : Éric Gilson
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : École normale supérieure (Lyon ; 1987-2009)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de biologie et modélisation de la cellule. Lyon (1987-….)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cancer

Télomérase

Télomères (génétique)

Mots clés libres

Réplication

Levure

Résumé

Des cellules de levures dont les chromosomes se finissent par des répétitions télomériques humaines, peuvent être conçues en remplaçant simplement la séquence matrice ARN originale de la télomérase (TLC1) par une séquence matrice humaine (tlc1h). Dans ces levures dites « humanisées », les télomères sont courts mais stable avec une extension télomérique humaine 3' simple brin.  Néanmoins, ces séquences humaines inhabituelles au niveau des télomères de Sacchaaromyces cerevisiae engendrent différentes réponses cellulaires. Après la substitution initiale de la séquence matrice de TLC1, les répétitions télomériques levures sont graduellement remplacées par les répétitions humaines qui sont reconnues comme un dommage par la cellule : la protéine Rad53p est phosphorylée. Cette activation de Rad53p est synonyme d'activation des points de contrôle du cycle cellulaire et en effet un délai en phase G2/M du cycle cellulaire est observé. L'accumulation en G2/M augmente avec le degré d'humanisation des télomères, et le phénotype terminal observé aux générations les plus avancées est un réarrangement chromosomique suite aux fusions entre télomères. La réintroduction d'une copie originale de TLC1 comme unique matrice ARN dans une levure qui était précédemment humanisée montrerait que le bloc télomérique humain distal, et plus précisément le simple brin télomérique humain T2AG3, serait le signal responsable de la phosphorylation de Rad53p, tandis qu'un bloc [T2AG3/C3TA2] à un site interne ne déclenche ni l'activation de Rad53p, ni les points de contrôle du cycle cellulaire. Tandis que les phénotypes associés à l'activation des points de contrôle du cycle cellulaire n'apparaissent seulement qu'aux générations avancées, la télomérase devient essentielle aussitôt que la cellule de levure contient tlc1h comme matrice ARN unique. L'abolition de l'expression de tlc1h ou l'expression d'un mutant catalytique de la télomérase mène à une perte immédiate de la viabilité sans sénescence. Cela suggère une augmentation dramatique de la fréquence des événements de raccourcissements critiques des télomères qui doivent être surmontés par une télomérase active. Nous nous sommes dès lors demandé si les répétitions télomériques humaines causaient des problèmes pour la machinerie de réplication de l'ADN chez la levure. En effet, les analyses de gel à deux dimensions ont révélé des intermédiaires de réplication non conventionnels indiquant qu'un télomère humanisé cause une pause au niveau de la fourche de réplication. En accord avec cette observation, la mutation de certains gênes impliqués dans la stabilité ou la progression des fourches cause une augmentation de la sensibilité des levures humanisées aux agents endommagent l'ADN. Ces derniers résultats expliqueraient le rôle obligatoire de la télomérase chez la levure humanisée qui viendrait compenser la perte des répétitions télomériques suite à la pause voire l'écroulement de la fourche de réplication.