Transcriptional downregulation of ATM by EGF is defective in ataxia-telangiectasia cells expressing mutant protein

There is evidence that ATM plays a wider role in intracellular signalling in addition to DNA damage recognition and cell cycle control, In this report we show that activation of the EGF receptor is defective in ataxia-telangiectasia (A-T) cells and that sustained stimulation of cells with EGF downregulates ATM protein in control cells but not in A-T cells expressing mutant protein, Concomitant with the downregulation of ATM, DNA-binding activity of the transcription factor Spl decreased in controls after EGF treatment but increased from a lower basal level in A-T cells to that in untreated control cells, Mutation in two Spl consensus sequences in the ATM promoter reduced markedly the capacity of the promoter to support luciferase activity in a reporter assay. Overexpression of anti-sense ATM cDNA in control cells decreased the;basal level of Spl, which in turn was increased by subsequent treatment of cells with EGF, similar to that observed in,A-T cells. On the other hand full-length ATM cDNA increased the basal level of Spl binding in A-T cells, and in response to EGF Spl binding decreased, confirming that this is an ATR I-dependent process. Contrary to that observed in control cells there was no radiation-induced change in ATM protein in EGF-treated A-T cells and likewise no alteration in Spl binding activity. The results demonstrate that EGF-induced downregulation of ATM (mutant) protein in A-T cells is defective and this appears to be due to less efficient EGFR activation and abnormal Spl regulation.

Ataxia-telangiectasia: chronic activation of damage-responsive functions is reduced by alpha-lipoic acid

Cells from patients with the genetic disorder ataxia-telangiectasia (A-T) are hypersensitive to ionizing radiation and radiomimetic agents, both of which generate reactive oxygen species capable of causing oxidative damage to DNA and other macromolecules. We describe in A-T cells constitutive activation of pathways that normally respond to genotoxic stress, Basal levels of p53 and p21(WAF1/CIP1), phosphorylation on serine 15 of p53, and the Tyr15-phosphorylated form of cdc2 are chronically elevated in these cells. Treatment of A-T cells with the antioxidant alpha -lipoic acid significantly reduced the levels of these proteins, pointing to the involvement of reactive oxygen species in their chronic activation. These findings suggest that the absence of functional ATM results in a mild but continuous state of oxidative stress, which could account for several features of the pleiotropic phenotype of A-T.

Ataxia-telangiectasia-mutated (ATM) and NBS1-dependent phosphorylation of Chk1 on Ser-317 in response to ionizing radiation

In mammals, the ATM (ataxia-telangiectasia-mutated) and ATR (ATM and Rad3-related) protein kinases function as critical regulators of the cellular DNA damage response. The checkpoint functions of ATR and ATM are mediated, in part, by a pair of checkpoint effector kinases termed Chk1 and Chk2. In mammalian cells, evidence has been presented that Chk1 is devoted to the ATR signaling pathway and is modified by ATR in response to replication inhibition and UV-induced damage, whereas Chk2 functions primarily through ATM in response to ionizing radiation (IR), suggesting that Chk2 and Chk1 might have evolved to channel the DNA damage signal from ATM and ATR, respectively. We demonstrate here that the ATR-Chk1 and ATM-Chk2 pathways are not parallel branches of the DNA damage response pathway but instead show a high degree of cross-talk and connectivity. ATM does in fact signal to Chk1 in response to IR. Phosphorylation of Chk1 on Ser-317 in response to IR is ATM-dependent. We also show that functional NBS1 is required for phosphorylation of Chk1, indicating that NES1 might facilitate the access of Chk1 to ATM at the sites of DNA damage. Abrogation of Chk1 expression by RNA interference resulted in defects in IR-induced S and G2/M phase checkpoints; however, the overexpression of phosphorylation site mutant (S317A, S345A or S317A/S345A double mutant) Chk1 failed to interfere with these checkpoints. Surprisingly, the kinase-dead Chk1 (D130A) also failed to abrogate the S and G2 checkpoint through any obvious dominant negative effect toward endogenous Chk1. Therefore, further studies will be required to assess the contribution made by phosphorylation events to Chk1 regulation. Overall, the data presented in the study challenge the model in which Chk1 only functions downstream from ATR and indicate that ATM does signal to Chk1. In addition, this study also demonstrates that Chk1 is essential for IR-induced inhibition of DNA synthesis and the G2/M checkpoint.

XRCC3241 Polymorphism influence on genotoxicity biomarkers frequency in workers occupationaly exposed to formaldehyde

Formaldehyde (FA) is ubiquitous in the environment and is a chemical agent that possesses high reactivity. Occupational exposure to FA has been shown to induce nasopharyngeal cancer and has been classified as carcinogenic to humans (group 1) on the basis of sufficient evidence in humans and sufficient evidence in experimental animals. The exposure to this substance is epidemiologically linked to cancer and nuclear changes detected by the cytokinesis-block micronucleus test (CBMN). This method is extensively used in molecular epidemiology, since it determines several biomarkers of genotoxicity, such as micronucleus (biomarkers of chromosomes breakage or loss), nucleoplasmic bridges (biomarker of chromosome rearrangement, poor repair and / or telomeres fusion) and nuclear buds (biomarker of elimination of amplified DNA). The gene X-ray repair cross-complementing group 3 (XRCC3) is involved in homologous recombination repair of cross-links and chromosomal double-strand breaks and at least one polymorphism has been reported in codon 241, a substitution of a methionine for a threonine.

Effects of physical exercise training in DNA damage and repair - could the difference be in hOGG1 Ser326Cys polymorphism?

Acute physical exercise is associated with increased oxygen consumption, which could result in an increased formation of reactive oxygen species (ROS). ROS can react with several organic structures, namely DNA, causing strand breaks and a variety of modified bases in DNA. Physical exercise training seems to decrease the incidence of oxidative stress-associated diseases, and is considered as a key component of a healthy lifestyle. This is a result of exercise-induced adaptation, which has been associated with the possible increase in antioxidant activity and in oxidative damage repair enzymes, leading to an improved physiological function and enhanced resistance to oxidative stress (Radak et al. 2008). Human 8-oxoguanine DNA glycosylase 1 (hOGG1) is involved in the base excision repair (BER) pathway and encodes an enzyme responsible for removing the most common product of oxidative damage in DNA, 8-hydroxyguanine (8-OH-G). The genetic polymorphism of hOGG1 at codon 326 results in a serine (Ser) to cysteine (Cys) amino acid substitution (Ser326Cys). It has been suggested that the carriers of at least one hOGG1Cys variant allele exhibit lower 8-OH-G excision activity than the wild-type (Wilson et al. 2011). The aim of this study was to investigate the possible influence of hOGG1 Ser326Cys polymorphism on DNA damage and repair activity in response to 16 weeks of combined physical exercise training, in thirty healthy Caucasian men. Comet assay was carried out using peripheral blood lymphocytes and enabled the evaluation of DNA damage, both strand breaks and FPG-sensitive sites, and DNA repair activity. Genotypes were determined by PCR-RFLP analysis. The subjects with Ser/Ser genotype were considered as wild-type group (n=20), Ser/Cys and Cys/Cys genotype were analyzed together as mutant group (n=10). Regarding differences between pre and post-training in the wild-type group, the results showed a significant decrease in DNA strand breaks (DNA SBs) (p=0.002) and also in FPG-sensitive sites (p=0.017). No significant differences were observed in weight (p=0.389) and in lipid peroxidation (MDA) (p=0.102). A significant increase in total antioxidant capacity (evaluated by ABTS) was observed (p=0.010). Regarding mutant group, the results showed a significant decrease in DNA SBs (p=0.008) and in weight (p=0.028). No significant differences were observed in FPG-sensitive sites (p=0.916), in ABTS (p=0.074) and in MDA (p=0.086). No significant changes in DNA repair activity were observed in both genotype groups. This preliminary study suggests the possibility of different responses in DNA damage to physical exercise training, considering the hOGG1 Ser326Cys polymorphism.

Novel functions of the cohesin accessory factor dPDS5 uncover a new meiotic checkpoint

Dissertation presented to obtain the Ph.D degree in Biology.

Functional genomic analysis of heat stress in Vitis vinifera

Grapevine (Vitis vinifera) is one of most agro-economically important fruit crops worldwide, with a special relevance in Portugal where over 300 varieties are used for wine production. Due to global warming, temperature stress is currently a serious issue affecting crop production especially in temperate climates. Mobile genetic elements such as retrotransposons have been shown to be involved in environmental stress induced genetic and epigenetic modifications. In this study, sequences related to Grapevine Retrotransposon 1 (Gret1) were utilized to determine heat induced genomic and transcriptomic modifications in Touriga Nacional, a traditional Portuguese grapevine variety. For this purpose, growing canes were treated to 42 oC for four hours and leaf genomic DNA and RNA was utilized for various techniques to observe possible genomic alterations and variation in transcription levels of coding and non-coding sequences between non-treated plants and treated plants immediately after heat stress (HS-0 h) or after a 24 hour recovery period (HS-24 h). Heat stress was found to induce a significant decrease in Gret1 related sequences in HS-24 h leaves, indicating an effect of heat stress on genomic structure. In order to identify putative heat induced DNA modifications, genome wide approaches such as Amplified Fragment Length Polymorphism were utilized. This resulted in the identification of a polymorphic DNA fragment in HS-0 h and HS-24 h leaves whose sequence mapped to a genomic region flanking a house keeping gene (NADH) that is represented in multiple copies in the Vitis vinifera genome. Heat stress was also found to affect the transcript levels of various non-coding and gene coding sequences. Accordingly, quantitative real time PCR results established that Gret1 related sequences are up regulated immediately after heat stress whereas the level of transcript of genes involved in identification and repair of double strand breaks are significantly down regulated in HS-0 h plants. Taken together, the results of this work demonstrated heat stress affects both genomic integrity and transcription levels.

Temozolomide-mediated radiation enhancement in glioblastoma: a report on underlying mechanisms.

PURPOSE: In this study, we investigated the mechanisms by which temozolomide enhances radiation response in glioblastoma cells. EXPERIMENTAL DESIGN: Using a panel of four primary human glioblastoma cell lines with heterogeneous O(6)-methylguanine-DNA methyltransferase (MGMT) protein expression, normal human astrocytes, and U87 xenografts, we investigated (a) the relationship of MGMT status with efficacy of temozolomide-based chemoradiation using a panel of in vitro and in vivo assays; (b) underlying mechanisms by which temozolomide enhances radiation effect in glioblastoma cells; and (c) strategies to overcome resistance to radiation + temozolomide. RESULTS: Temozolomide enhances radiation response most effectively in glioblastomas without detectable MGMT expression. On concurrent radiation + temozolomide administration in MGMT-negative glioblastomas, there seems to be decreased double-strand DNA (dsDNA) repair capacity and enhanced dsDNA damage compared either with radiation alone or with sequentially administered temozolomide. Our data suggest that O(6)-benzylguanine can enhance the antitumor effects of concurrent radiation + temozolomide in MGMT-positive cells by enhancing apoptosis and the degree of dsDNA damage. O(6)-Benzylguanine was most effective when administered concurrently with radiation + temozolomide and had less of an effect when administered with temozolomide in the absence of radiation or when administered sequentially with radiation. Our in vivo data using U87 xenografts confirmed our in vitro findings. CONCLUSIONS: The present study shows that temozolomide enhances radiation response most effectively in MGMT-negative glioblastomas by increasing the degree of radiation-induced double-strand DNA damage. In MGMT-positive glioblastomas, depletion of MGMT by the addition of O(6)-benzylguanine significantly enhances the antitumor effect of concurrent radiation + temozolomide. These are among the first data showing mechanisms of synergy between radiation and temozolomide and the effect of MGMT.

Biochemical characterization of FANCD2 and FANCM in the Fanconi Anaemia pathway

Abstract : The maintenance of genome stability is a challenge for all living organisms. DNA is regularly subjected to chemical alterations by both endogenous and exogenous DNA damaging agents. If left unrepaired, these lesions will create mutations or lead to chromosomal instability. DNA crosslinking agents probably bring about the most toxic lesions. By linking covalently the two strands of DNA, crosslinking agents will impede essential cellular processes such as replication and transcription. Cells from Fanconi anaemia patients are extremely sensitive to these agents. Fanconi anaemia (FA) is a rare chromosomal instability disorder that leads to developmental defects, pancytopenia and cancer susceptibility. FA is a genetically heterogeneous disease with thirteen complementation groups identified. Proteins encoded by the FA genes work together in the FA pathway. Eight of these proteins form the FA core complex (FANC-A, B, C,E, F, G, L and -M), whose integrity is required to monoubiquitinate FANCD2 and FANCI in response to DNA damage. The hypersensitivity of FA cells to crosslinking agents, which perturb the progression of replication forks, has led to the hypothesis that FA proteins play a crucial role in the response to replication stress. However, at the molecular level, the functions of the FA pathway remain largely unknown. Our efforts were first focused on the characterization of FANCD2, "the key effector of the FA pathway". Using different substrates, we found that in vitro, purified hFANCD2 preferentially binds single strand DNA and double strand DNA extremities. Concomitantly, FANCM was identified as a new component of the FA core complex. Moreover FANCM was shown to have specific branch migration activities and probably a role as a "landing platform" on DNA for the other components of the core complex. By using FANCM mutants carrying deletions within the internal domain, we investigated the role of FANCM as a DNA anchor protein for the core complex. We observed that indeed, a specific part of the internal domain of FANCM interacts with components of the core complex. Finally, in collaboration with Weidong Wang's lab we characterized two new components of the FA pathway: FAAP10 and FAAP16. As a heterodimer these two proteins show affinity for dsDNA, and anneal complementary oligonucleotides in vitro. Moreover these proteins can associate with FANCM via a part of its internal domain. We find that FANCM, FAAP 10 and FAAP 16 can co-exist on the branch point of replication and recombination intermediates, and that FAAP10 and FAAP16 stimulate replication fork reversal by FANCM. These results suggest that FANCM may function as a landing platform for the core complex. After loading on DNA, the core complex can activate FANCD2 through monoubiquitination leading to its recruitment to the site of damage. Since ssDNA and double strand breaks are intermediates that are generated as a consequence of collapsed replication forks, FANCD2 by binding to ds DNA ends and ssDNA could protect such structures from the recombination repair machinery and prevent unscheduled recombination events. Alternatively, FANCD2 could avoid nucleases from gaining access to collapsed forks, preserving the DNA in state that can be used as a starting point for resumption of DNA synthesis. The overall comprehension of the FA pathway is far from been complete. Our results unravel new aspects of Fanconi Anaemia, which hopefully in the near future will address keys questions leading to a better understanding of the fascinating Fanconi Anaemia. Résumé : Le maintien de l'intégrité du génome est fondamentale chez tous les organismes vivants. L'ADN est constamment altéré par des composés aussi bien endogènes qu'exogènes. Si ces altérations ne sont pas réparées, elles peuvent conduire à l'apparition de mutations, ainsi qu'à une instabilité génomique accrue. Les lésions les plus sévères qui peuvent survenir sur l'ADN, sont les pontages inter caténaires. Des agents pontants en liant de façon covalente les deux brins d'ADN, vont empêcher le déroulement normal de processus cellulaires essentiels tels que la réplication ou la transcription. La compréhension des mécanismes permettant à la cellule de tolérer et réparer ces lésions est primordiale, notamment dans le cas des patients atteints de l'anémie de Fanconi qui présentent une très grande sensibilité à ces composés pontants. L'anémie de Fanconi est une maladie génétique rare appartenant à un groupe de pathologies associées à une grande instabilité chromosomique. Les patients atteints de l'anémie de Fanconi présentent des malformations du squelette, une pancytopénie et une forte propension à la survenue de cancer. L'anémie de Fanconi est génétiquement très hétérogène. À ce jour, 13 gènes codant pour 13 protéines FANC différentes ont été identifiés. Huit de ces protéines fonctionnent ensemble au sein d'un complexe (nommé le complexe FANC) ayant pour but de monoubiquitiner FANCD2 et FANCI en réponse à la formation de lésions sur l'ADN. L'extrême sensibilité des cellules de patients atteints de l'anémie de Fanconi à ces agents pontant l'ADN suggère l'implication des protéines FANC dans la réponse cellulaire suite à une stress réplicatif. Cependant, le rôle moléculaire exact de ces protéines demeure encore inconnu. Après purification, nous avons observé que FANCD2 était capable de lier l'ADN simple brin, ainsi que les extrémités d'ADN in vitro. Dans le même temps, FANCM fut identifié comme appartenant au complexe FANC. FANCM est décrit comme une translocase capable de promouvoir le déplacement de point de jonction dans des structures d'ADN spécifiques in vitro. De plus, en se liant à l'ADN, FANCM peut agir comme une plateforme pour les autres protéines FANC, leur permettant ainsi d'être adressées à l'ADN. En créant des protéines FANCM recombinantes ayant des délétions dans le domaine interne, nous avons pu observer que certaines protéines du complexe FANC se fixent à des sites spécifiques sur le domaine interne de FANCM. Enfin, au travers d'une collaboration, nous avons été amenés à caractériser deux nouvelles protéines appartenant au complexe FANC : FAAP 10 et FAAP16. Elles s'associent à FANCM par l'intermédiaire du domaine interne, et forment ainsi un hétérotrimére. La présence de FAAP10 et FAAP16 n'affecte pas la liaison de FANCM à l'ADN, mais semble potentialiser son activité de régression in vitro. FANCM semble donc fonctionner comme une plateforme pour les autres composants du complexe FANC. Ces derniers, une fois liés à l'ADN permettent la monoubiquitination de FANCD2 et son recrutement au site lésé de l'ADN. FANCD2 en se liant de façon préférentielle à l'ADN simple brin et aux extrémités d'ADN qui sont générés lors de l'arrêt et du démantèlement d'une fourche de réplication, pourrait protéger ces même fourches de réplication arrêtées, d'évènements de recombinaison aléatoires. Nos résultats apportent de nouveaux éléments concernant les mécanismes moléculaires de l'anémie de Fanconi. Enfin, l'étude de l'anémie de Fanconi permet aussi de mieux comprendre les mécanismes mis en place par la cellule pour tolérer des lésions survenant lors de la réplication.

Novel Genome-Editing Tools to Model and Correct Primary Immunodeficiencies.

Severe combined immunodeficiency (SCID) and other severe non-SCID primary immunodeficiencies (non-SCID PID) can be treated by allogeneic hematopoietic stem cell (HSC) transplantation, but when histocompatibility leukocyte antigen-matched donors are lacking, this can be a high-risk procedure. Correcting the patient's own HSCs with gene therapy offers an attractive alternative. Gene therapies currently being used in clinical settings insert a functional copy of the entire gene by means of a viral vector. With this treatment, severe complications may result due to integration within oncogenes. A promising alternative is the use of endonucleases such as ZFNs, TALENs, and CRISPR/Cas9 to introduce a double-stranded break in the DNA and thus induce homology-directed repair. With these genome-editing tools a correct copy can be inserted in a precisely targeted "safe harbor." They can also be used to correct pathogenic mutations in situ and to develop cellular or animal models needed to study the pathogenic effects of specific genetic defects found in immunodeficient patients. This review discusses the advantages and disadvantages of these endonucleases in gene correction and modeling with an emphasis on CRISPR/Cas9, which offers the most promise due to its efficacy and versatility.

Transition mutation in codon 248 of the p53 tumor suppressor gene induced by reactive oxygen species and a nitric oxide-releasing compound.

Exposing the human bronchial epithelial cell line BEAS-2B to the nitric oxide (NO) donor sodium 1-(N,N-diethylamino)diazen-1-ium-1, 2-diolate (DEA/NO) at an initial concentration of 0.6 mM while generating superoxide ion at the rate of 1 microM/min with the hypoxanthine/xanthine oxidase (HX/XO) system induced C:G-->T:A transition mutations in codon 248 of the p53 gene. This pattern of mutagenicity was not seen by 'fish-restriction fragment length polymorphism/polymerase chain reaction' (fish-RFLP/PCR) on exposure to DEA/NO alone, however, exposure to HX/XO led to various mutations, suggesting that co-generation of NO and superoxide was responsible for inducing the observed point mutation. DEA/NO potentiated the ability of HX/XO to induce lipid peroxidation as well as DNA single- and double-strand breaks under these conditions, while 0.6 mM DEA/NO in the absence of HX/XO had no significant effect on these parameters. The results show that a point mutation seen at high frequency in certain common human tumors can be induced by simultaneous exposure to reactive oxygen species and a NO source.

Eletrodos modificados com DNA: uma nova alternativa em eletroanálise

The first studies about DNA electrochemistry appeared at the end of the fifties. The voltammetric techniques became important tool for the DNA conformational analysis, producing evidences about DNA double helix polimorphism. The new techniques based on electrodes modification with nucleic acid enlarged the use of the electrochemical methods on the DNA research. DNA electrochemical biosensors are able to detect specific sequences of DNA bases, becoming important alternative for the diagnosis of disease, as well as in the carcinogenic species determination. Besides, the use of DNA biosensors in the mechanism study of biological drug actions can be useful for drug design.

Optimisation du vecteur adénoviral pour la thérapie génique de la dystrophie musculaire de Duchenne

La dystrophie musculaire de Duchenne (DMD) est une maladie très sévère, progressive et sans traitement vraiment efficace. Elle est caractérisée par l’absence fonctionnelle de la dystrophine, une protéine essentielle au maintien des muscles squelettiques. La thérapie génique est actuellement envisagée comme approche thérapeutique pour livrer la dystrophine dans les muscles. Les vecteurs adénoviraux de troisième génération (Helper-dependent adenoviral vector, HD) sont des véhicules de transfert génique très prometteurs pour traiter la DMD. Puisque les gènes adénoviraux ont été enlevés complètement du HD, ils sont peu toxiques, faiblement immunogéniques et ils possèdent un espace cargo suffisant pour transporter l’ADN codant complet de la dystrophine. Bien que le HD puisse fournir la dystrophine de façon thérapeutique chez des souris dystrophiques (mdx), l’expression du gène thérapeutique est progressivement perdue plusieurs mois suivant l’injection intramusculaire. Deux stratégies innovantes furent explorées dans cette thèse dans le but de stabiliser l’expression de la dystrophine. La première stratégie vise à l’intégration de l’ADN du HD dans les chromosomes cellulaires, ce qui pourrait le protéger contre son élimination progressive des muscles. Une intégrase site-spécifique issue du phage ΦC31 a été utilisée pour catalyser l’intégration d’un HD transportant un marqueur de sélection. Dans les cellules humaines et les myoblastes murins, l’activité de l’intégrase a été évaluée d’après son efficacité d’intégration (après sélection) et sa spécificité (dans les clones résistants). L’efficacité atteint jusqu’à 0,5 % par cellule et jusqu’à 76 % des événements d’intégration ont été réalisés de façon site-spécifique. Bien que des délétions aient été trouvées aux extrémités du vecteur, 70 % des clones analysés montraient une seule copie du vecteur intégré (le nombre attendu). Seulement une petite augmentation du nombre de brisures double-brin a été mesurée dans les myoblastes exprimant l’intégrase. En conclusion, l’intégration du HD est relativement efficace, spécifique et sécuritaire. Cette méthode est très prometteuse, car la dystrophine peut être livrée dans le muscle avec l’aide du HD et l’intégration de l’ADN du HD pourrait stabiliser son expression in vivo. La deuxième stratégie implique l’utilisation d’un nouveau promoteur musculospécifique (ΔUSEx3) pour réduire la toxicité induite liée à une expression trop étendue de la dystrophine. Dans cette étude, nous avons investigué l’effet du contexte viral sur l’activité du promoteur. Un HD et un vecteur lentiviral (LV) ont été construits avec le promoteur ΔUSEx3 pour contrôler l’expression d’un gène rapporteur. Les résultats démontrent que ΔUSEx3 confère une expression puissante, musculospécifique et stable (via le LV) in vitro. L’injection intramusculaire du HD a conduit à une expression puissante du transgène. Ces résultats contrastent avec ceux du LV, car après l’injection de ce dernier, l’expression était faible. La livraison du HD dans le muscle, mais aussi dans plusieurs organes démontre la musculospécificité de ΔUSEx3. Par conséquent, le contexte du vecteur et l’environnement musculaire modulent tous les deux l’activité de ΔUSEx3. Bien que ΔUSEx3 soit musculospécifique, d’autres études sont requises pour déterminer si le promoteur peut stabiliser l’expression de la dystrophine in vivo.

Impacts des réarrangements génomiques chloroplastiques sur l'apparition des phénotypes de variégation chez Arabidopsis thaliana

Contrairement à la plupart des eucaryotes non-photosynthétiques, les végétaux doivent assurer la stabilité d’un génome additionnel contenu dans le plastide, un organite d’origine endosymbiotique. Malgré la taille modeste de ce génome et le faible nombre de gènes qu’il encode, celui-ci est absolument essentiel au processus de photosynthèse. Pourtant, même si ce génome est d’une importance cruciale pour le développement de la plante, les principales menaces à son intégrité, ainsi que les conséquences d’une déstabilisation généralisée de sa séquence d’ADN, demeurent largement inconnues. Dans l’objectif d’élucider les conséquences de l’instabilité génomique chloroplastique, nous avons utilisé le mutant why1why3polIb d’Arabidopsis thaliana, qui présente d’importants niveaux de réarrangements génomiques chloroplastiques, ainsi que la ciprofloxacine, un composé induisant des brisures double-brins dans l’ADN des organites. Ceci nous a permis d’établir qu’une quantité importante de réarrangements génomiques provoque une déstabilisation de la chaîne de transport des électrons photosynthétique et un grave stress oxydatif associé au processus de photosynthèse. Étonnamment, chez why1why3polIb, ces hautes concentrations d’espèces oxygénées réactives ne mènent ni à la perte de fonction des chloroplastes affectés, ni à la mort cellulaire des tissus. Bien au contraire, ce déséquilibre rédox semble être à l’origine d’une reprogrammation génique nucléaire permettant de faire face à ce stress photosynthétique et conférant une tolérance aux stress oxydatifs subséquents. Grâce à une nouvelle méthode d’analyse des données de séquençage de nouvelle génération, nous montrons également qu’un type particulier d’instabilité génomique, demeuré peu caractérisé jusqu’à maintenant, constitue une des principales menaces au maintien de l’intégrité génomique des organites, et ce, tant chez Arabidopsis que chez l’humain. Ce type d’instabilité génomique est dénommé réarrangement de type U-turn et est vraisemblablement associé au processus de réplication. Par une approche génétique, nous démontrons que les protéines chloroplastiques WHY1, WHY3 et RECA1 empêchent la formation de ce type d’instabilité génomique, probablement en favorisant la stabilisation et le redémarrage des fourches de réplication bloquées. Une forte accumulation de réarrangements de type U-turn semble d’ailleurs être à l’origine d’un sévère trouble développemental chez le mutant why1why3reca1. Ceci soulève de nombreuses questions quant à l’implication de ce type d’instabilité génomique dans de nombreux troubles et pathologies possédant une composante mitochondriale.

Étude protéomique des partenaires d`interaction de XPA en présence et en absence de dommage à l`ADN

La réparation par excision de nucléotides (NER) permet l'élimination des lésions provoquant une distorsion de la double hélice de l’ADN. Ces lésions sont induites par plusieurs agents environnementaux comme les rayons UV, ainsi que par certaines drogues chimio- thérapeutiques tel que le cisplatine. Des défauts dans la NER conduisent à de rares maladies autosomiques héréditaires : La xérodermie pigmentaire (XP), le syndrome de Cockayne (CS), le syndrome de sensibilité aux UVSS et la trichothiodystrophie (TTD). Ces maladies sont associées soit à une prédisposition élevée au cancer de la peau et / ou à de graves anomalies du développement neurologique. Le groupe de patients XP-A représente le deuxième groupe (XP) le plus fréquent, et possède la forme la plus sévère combinant cancer de la peau avec un haut risque de dégénérescence neurologique. À date, aucune explication n`a été proposée pour les symptômes neurologiques observés chez ces patients. Nous avions suggéré ainsi que la protéine XPA possède d`autres fonctions dans d`autres processus cellulaires, ceci en interagissant avec des partenaires protéiques différents de ceux déjà connus. Afin de confirmer cette hypothèse nous avions réalisé une étude protéomique à grande échelle en combinant la spectrométrie de masse à une immunoprécipitation en Tandem d`affinité (TAP), afin d`identifier de nouvelles protéines interagissant directement avec XPA. Nous avions montré que XPA peut interagir avec MRE11, la protéine clé de la réparation par recombinaison homologue. Des études additionnelles sont requises pour confirmer cette interaction et comprendre sa fonction