Characterization of novel DNA double-stranded break repair factors in B lymphocytes
Caractérisation de nouveaux facteurs de la réparation des cassures double-brin de l'ADN dans les lymphocytes B
par Wenming WEI sous la direction de Ludovic DERIANO
Thèse de doctorat en Génétique
ED 562 Bio Sorbonne Paris Cité

Soutenue le lundi 19 octobre 2020 à Université Paris Cité

Sujets
  • Cassures double-brin de l'ADN
  • Commutation isotypique
  • Lymphocytes B
  • Recombinaison V(D)J
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Mots clés
Réparation des cassures double-Brin de l'ADN, Recombinaison V(D)J, Commutation isotypique, Développement lymphocytaire
Resumé
La diversité génétique des récepteurs d'antigènes des lymphocytes B repose sur deux processus de recombinaison site-spécifique de l'ADN : la recombinaison V(D)J qui est initiée dans les cellules B immatures par la nucléase RAG (Recombination activating genes 1 et 2) et la commutation isotypique (class switch recombination, CSR) qui est induite dans les cellules B matures par la cytidine désaminase AID (activation induced cytidine deaminase). Des erreurs lors de ces processus de recombinaison peuvent avoir un impact sur le développement des lymphocytes et peuvent aussi provoquer une instabilité du génome conduisant à des syndromes d'immunodéficience plus ou moins sévère et au développement de cancers lymphoïdes. Les cassures doubles brins de l'ADN (CDB) générées par ces enzymes induisent une réponse cellulaire dépendante de la protéine kinase Ataxia telangectasia mutated (ATM) lors de laquelle la protéine 53BP1 s'accumule aux sites endommagés pour favoriser la réparation de type jonction d'extrémités non-homologues (non-homologous end-joining, NHEJ). Alors que la recombinaison V(D)J et la CSR toutes deux monopolisent la voie 53BP1-NHEJ pour la réparation des CDB induites, ces deux réactions semblent avoir des modes de régulation différents. En effet, alors que la recombinaison V(D)J peut avoir lieu sans la protéine 53BP1, le CSR est fortement impacté par une déficience en 53BP1. Récemment, notre laboratoire et d'autres groupes avons identifié deux nouvelles protéines de la réparation des CDB, C20orf196 (SHLD1) et FAM35A (SHLD2), qui forment avec REV7 (également appelée MAD2L2) et CTC-534A2.2 (SHLD3) le complexe shieldin qui agit en aval de 53BP1 pour promouvoir la réparation par NHEJ. Au cours de mon travail de thèse, j'ai investigué le rôle de SHLD1, SHLD2 et MAD2L2 dans la recombinaison V(D)J et la CSR. Pour ce faire, j'ai inactivé génétiquement Shld1, Shld2 et Mad2l2 dans deux systèmes cellulaires permettant la modélisation de la recombinaison V(D)J et le CSR, respectivement les cellules de type immature pro-B immortalisées par la kinase Abelson (v-abl) et les cellules B CH12F3. J'ai montré que les protéines SHLD1, SHLD2 et MAD2L2 sont essentielles pour la CSR mais dispensables pour la recombinaison de la V(D)J. j'ai aussi montré qu'une diminution de l'expression de TRIP13, un régulateur nouvellement identifié de MAD2L2-Shieldin, n'a pas d'impact sur la recombinaison V(D)J. Enfin, en utilisant un modèle murin de déficience de SHLD1, j'ai confirmé que les cellules immortalisée v-Abl pro-B Shld1-/- ont une recombinaison V(D)J normale. Dans une deuxième partie de mon travail, j'ai testé si le complexe shieldin pouvait avoir des fonctions redondantes avec le facteur du NHEJ XLF lors de la réparation des CDB induites par RAG. J'ai pour ce fait généré une série de clones de cellules v-Abl pro-B déficients pour 53BP1-shieldin et/ou XLF et j'ai testé la recombinaison V(D)J dans ces différents clones. J'ai ainsi montré que les cellules inactivées pour XLF et SHL2, REV7 et 53BP1 ont une recombinaison V(D)J défectueuse par rapport aux clones cellulaires B inactivés pour XLF et SHLD1. Dans l'ensemble, mes études apportent de nouvelles connaissances sur les mécanismes de diversification des gènes codants pour les récepteurs d'antigènes des lymphocytes et, en particulier, démontrent que l'axe 53BP1-Shieldin joue des fonctions uniques lors de la réparation des CDB générées par les enzymes RAG et AID.