The implication of histone H2A phosphorylation in chromatin mobility, organization and repair after double strand break
Implication de la phophorylation de l'histone H2A dans la mobilité, l'organisation et la réparation de la chromatine après cassures double brin
par Fabiola Natali GARCIA FERNANDEZ sous la direction de Emmanuelle FABRE
Thèse de doctorat en Biothérapie
ED 561 Hématologie, oncogenèse et biothérapies

Soutenue le mardi 24 novembre 2020 à Université de Paris (2019-....)

Sujets
  • Cassures double-brin de l'ADN
  • Chromatine
  • Instabilité du génome
  • Recombinaison homologue
  • Réparation de l'ADN par jonction d'extrémités

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Mots clés
Γ-H2A(X)
Resumé
L'organisation des chromosomes et la mobilité de la chromatine sont importantes pour le métabolisme de l'ADN. Parmi les nombreuses lésions d'ADN qui altèrent l'intégrité du génome, les cassures double brin (DSB) sont les plus nocives. Selon différentes études chez la levure, les DSBs augmentent la mobilité localement, au site endommagé et globalement, au niveau de la chromatine non endommagée. Au cours de ma thèse, j'ai étudié comment la dynamique de la chromatine est affectée après l'induction de DSBs aléatoires ou DSB unique et ciblée. Dans une première étude, à laquelle j'ai participé, la structure et la mobilité de la chromatine ont été étudiées lors de l'induction de multiples DSB induites par la zéocine. Dans cette étude, nous avons montré qu'un changement global de la structure de la chromatine, à savoir sa rigidité, impliquait la phosphorylation de l'histone H2A (γ-H2A (X)). Nous avons proposé la rigidité de la chromatine comme cause principale de l'augmentation globale de la mobilité après des dommages à l'ADN. Dans une seconde approche, une DSB ciblée induite par l'endonucléase I-SceI, a souligné l'importance de l'organisation des chromosomes dans la dynamique globale de la chromatine après une seule DSB. Bénéficiant des deux approches, j'ai pu différencier les mécanismes sous-jacents à la mobilité globale selon la nature des DSB et explorer le rôle de la mobilité de la chromatine dans différentes voies de réparation. Nous (mes collègues et moi) avons constaté que la dynamique globale de la chromatine est strictement définie par la position spatiale du locus endommagé et celle d'une séquence donneuse. De plus, nous avons déchiffré le rôle de γ-H2A(X) et de la protéine du checkpoint Rad9 dans ces dynamiques : alors que la phosphorylation de H2A est à la fois nécessaire et suffisante pour induire la mobilité de la chromatine, quelle que soit la nature de dommage, Rad9 n'est requis que dans un contexte de DSBs aléatoires. Par ailleurs, en mimant γ-H2A (X), par une mutation phospho-mimétique (H2A-S129E), la rigidité apparente de la chromatine, entraînant une augmentation de la mobilité, est récapitulée. Etonnamment, dans ce contexte (H2AS129E), Rad9 n'est plus nécessaire pour augmenter la dynamique de la chromatine, ni pour activer la réponse du checkpoint lors des DSBs aléatoires. Enfin, nous avons montré que la mobilité accrue de la chromatine est corrélée positivement avec la réparation par NHEJ et la recherche d'homologie pendant la RH. Par conséquent, nous proposons que les changements de chromatine déclenchés par γ-H2A(X), peuvent moduler la réponse aux dommages de l'ADN. Ce travail a déchiffré les mécanismes et les fonctions possibles d'une mobilité accrue de la chromatine après DSB chez la levure. Considérée comme un processus conservé évolutivement, la mobilité de la chromatine après dommage pourrait servir de régulateur clé pour l'intégrité des génomes au cours de différentes voies de réparation, réduisant le risque de translocations oncogènes.