Investigating the non-homologous end joining machinery using DNA nanomanipulation
Enquête sur les machines d'assemblage d'extrémités non homologues à l'aide de la nanomanipulation de l'ADN
par Fianzo SMITH-CLARKE sous la direction de Terence STRICK
Thèse de doctorat en Biologie cellulaire et moléculaire
ED 562 Bio Sorbonne Paris Cité

Soutenue le vendredi 08 décembre 2023 à Université Paris Cité

Sujets
  • ADN -- Réparation
  • Machines d'assemblage
  • Nanobiotechnologie

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Mots clés
Pincettes magnétiques, Étude moléculaire unique, Réparation de l'ADN, NHEJ
Resumé
Les cassures double brin (DSB) sont l'une des formes les plus toxiques de dommages à l'ADN et, si elles ne sont pas réparées à temps, elles peuvent conduire à une instabilité génomique généralisée. Pour les réparer en temps opportun, tous les eucaryotes et de nombreux procaryotes contiennent une voie de jonction terminale non homologue. Cela permet une réparation directe des extrémités d'ADN cassées sans avoir recours à une matrice. La première étape du NHEJ implique la reconnaissance des extrémités de l'ADN et la liaison des deux extrémités brisées de l'ADN dans un état appelé « synapsis ». Ici, nous étudions ce stade précoce du NHEJ dans des organismes en utilisant la nanomanipulation d'une seule molécule et un mime de cassure de l'ADN dans lequel nous pouvons modifier les extrémités de l'ADN. Nous constatons que chez Bacillus subtills, la synapsis semble passer directement à un état dans lequel les extrémités brisées de l'ADN sont maintenues à proximité immédiate par un complexe contenant uniquement du bsKu. Nous montrons que dans cet état, des surplombs complémentaires peuvent stabiliser la synapsis en utilisant la séparation des bases de Watson-Crick et calculons plus en détail la contribution énergétique de BsKu dans ce complexe. Pour le complexe NHEJ humain, nous démontrons que l'autophosphorylation de l'ADN-PKcs est nécessaire pour qu'un complexe de Ku70/80, ADN-PKcs, XLF et XRCC4/LigaseIV passe à un complexe à courte portée qui peut être stabilisé par des surplombs d'ADN complémentaires. Nous étudions également la synapsis chez Saccharomyces cerevisiae, un eucaryote dépourvu d'ADN-PKcs, afin de déterminer si l'ADN-PKcs est effectivement une protéine NHEJ essentielle. En résumé, ce travail de doctorat compare et oppose l'étape synaptique du NHEJ d'une espèce à l'autre.