Cohésines et maintien de l'intégrité des chromosomes aux cassures double brin

Cohesin and maintenance of genome integrity at DNA double-strand breaks

• Auteur / Autrice : Jamie Phipps
• Direction : Karine Dubrana
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie moléculaire et cellulaire
• Date : Soutenance le 22/01/2024
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Structure et Dynamique des Systèmes Vivants
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Stabilité génétique, cellules souches et radiations (Fontenay-aux-Roses, Hauts-de-Seine ; 2019-....)
• Partenaire(s) de recherche : référent : Faculté des sciences d'Orsay
• Partenaire(s) de recherche : graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Life Sciences and Health (2020-....)
• Jury : Président / Présidente : Jean-Baptiste Charbonnier
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Frédéric Beckouët, Gaëlle Legube, Stephan Gruber, Angela Taddei
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Frédéric Beckouët, Gaëlle Legube

Mots clés

Mots clés contrôlés

Recombinaison homologue

Saccharomyces cerevisiae

ADN -- Réparation

Cohésine

Mots clés libres

Cohésine

Réparation de l'ADN

Recombinaison homologue

Cohesin

DNA repair

Homologous recombination

Résumé

Il est essentiel que les extrémités du DSB soient maintenues ensemble pour une réparation rapide. Chez Saccharomyces cerevisiae, deux voies mal comprises interviennent dans l'attache finale du DSB. L'un utilise le complexe Mre11-Rad50-Xrs2 (MRX) pour relier physiquement les extrémités DSB. Un autre nécessite la conversion des extrémités DSB en ADN simple brin (ssDNA) par Exo1, mais les protéines de pontage sont inconnues. Nous découvrons que la cohésine, son chargeur et Smc5/6 agissent avec Exo1 pour attacher les extrémités du DSB. Remarquablement, la cohésine spécifiquement altérée lors de l'oligomérisation ne parvient pas à attacher les extrémités du DSB, révélant une nouvelle fonction pour l'oligomérisation de la cohésine. En plus de l'importance connue de la cohésion des chromatides sœurs, des expériences microfluidiques basées sur la microscopie dévoilent un nouveau rôle de la cohésine dans la réparation en garantissant l'attache des extrémités du DSB. Globalement, nos résultats démontrent que l'oligomérisation de la cohésine empêche la séparation des extrémités du DSB et favorise la réparation du DSB, révélant ainsi un nouveau mode d'action et un nouveau rôle pour la cohésine dans la sauvegarde de l'intégrité du génome.

DNA double-strand breaks (DSB) must be repaired to ensure genome stability. Crucially, DSB ends must be kept together for timely repair. In Saccharomyces cerevisiae, two poorly understood pathways mediate DSB end-tethering. One employs the Mre11-Rad50-Xrs2 (MRX) complex to physically bridge DSB ends. Another requires the conversion of DSB ends into single-strand DNA (ssDNA) by Exo1, but the bridging proteins are unknown. We uncover that cohesin, its loader and Smc5/6 act with Exo1 to tether DSB ends. Remarkably, cohesin specifically impaired in oligomerization fails to tether DSB ends, revealing a new function for cohesin oligomerization. In addition to the known importance of sister chromatid cohesion, microscopy-based microfluidic experiments unveil a new role for cohesin in repair by ensuring DSB end-tethering. Altogether, our findings demonstrate that oligomerization of cohesin prevents DSB end separation and promotes DSB repair, revealing a novel mode of action and role for cohesin in safeguarding genome integrity.