RESPONSABLE DE PROJET

Marie-Noëlle Simon

RESPONSABLE D'ÉQUIPE

Stéphane Coulon

Membres du projet :

Karel Naiman
Chercheur

Yves Corda
Chercheur

Dmitri Churikov
Ingénieur

Asako Isogawa
Ingénieure

Manon Pierre
Ingénieure

Léa Seban
Doctorante

Les télomères sont des structures nucléo-protéiques qui protègent les extrémités des chromosomes de la dégradation, de leurs fusions et de la recombinaison illégitime. Ils sont constitués de séquences d'ADN répétées qui forment une structure chromatinienne particulière grâce à des interactions ADN-protéines spécifiques. Les télomères sont connus pour être des régions naturelles du génome difficiles à répliquer, également définies comme des sites fragiles en raison des nombreux obstacles qui empêchent la progression des fourches de réplication au niveau des séquences terminales. Le stress réplicatif à ce niveau est dû à la pause ou au blocage des fourches de réplication. C’est une source potentielle de dysfonctionnement des télomères qui peut provoquer une instabilité du génome, une caractéristique des cellules cancéreuses.

Découvertes récentes

Nous avons montré ces dernières années comment les composants du complexe de la shelterin (protéines télomériques) de la levure recrutent des facteurs accessoires pour promouvoir une réplication efficace des séquences terminales (Matmati et al., 2018& 2020 ; Vaurs et al., 2022). Notre laboratoire a également été fer de lance pour montrer comment les fourches de réplication bloquées et les télomères érodés sont relocalisés dans le pore nucléaire (NPC) pour promouvoir soit une reprise précise de la réplication (Aguilera et al., 2020), soit un allongement alternatif des télomères basé sur la recombinaison en l'absence de la télomérase (Churikov et al., 2016 ; Charifi et al., 2021 ; Aguilera et al., 2022).

Le laboratoire a également été pionnier dans la description du rôle de RPA dans la réplication, la maintenance et la recombinaison des télomères dans des modèles de levure (Maestroni et al. 2020 ; Corda et al., 2021 ; Audry et al., 2015).

Analyse des barrières de réplication

Nous analysons la dynamique de la réplication au niveau de ces barrières et identifions le protéome des fourches arrêtées au niveau des télomères, dans différentes conditions génétiques.

RESPONSABLE D'ÉQUIPE

Stéphane Coulon

Membres du projet :

Frédéric Jourquin
Ingénieur

Valeria Rubeo
Doctorante

Asako Isogawa
Ingénieure

Les syndromes télomériques sont des maladies monogéniques rares caractérisées par un raccourcissement prématuré des télomères. Ces syndromes donnent lieu au syndrome d'insuffisance médullaire Dyskeratose Congénitale (DC), à l'anémie aplastique et à la fibrose pulmonaire idiopathique (FPI), qui peuvent être causés par le raccourcissement des télomères et une réduction du potentiel réplicatif des cellules souches. Dans environ 40 % des cas, ces maladies associées à des télomères courts ne sont pas caractérisées sur le plan génétique.

Établir le lien de causalité

Pour établir le lien de causalité entre les mutations de RPA (et aussi d'autres gènes candidats), et l'instabilité des télomères et la maladie, nous introduisons des mutations de patients dans des lignées cellulaires humaines par la technologie CrisPr-Cas9 et nous étudions leur effet sur la stabilité des télomères. Notre objectif est de démontrer la causalité des mutations des patients sur les dysfonctionnements des télomères, l'instabilité du génome et les TBD.

RESPONSABLE DE PROJET

Alexandre de Nonneville

Membres du projet :

Dmitri Churikov
Ingénieur

Jérome Robin
Chercheur

Coline Hamelin
Ingénieure

Les ostéosarcomes sont des tumeurs osseuses très agressives qui apparaissent principalement chez les enfants et les adolescents. Génétiquement, ils sont caractérisés par des aberrations structurelles et numériques complexes. Les ostéosarcomes sont connus pour présenter une fréquence élevée d'activation du ALT (Alternative Lengthening of Telomeres).

Étude des mécanismes

Nous étudions les mécanismes concernant les ostéosarcomes du ALT.

RESPONSABLE DE PROJET

Valérie Garcia

Membres du projet :

Christelle Cayrou
Chercheuse

Pierre Luciano
Chercheur

Les cassures double-brin de l'ADN (CDBs) constituent une menace majeure pour la stabilité du génome, car elles peuvent entraîner des mutations, des réarrangements chromosomiques et des cancers. Paradoxalement, au cours de la méiose, ces lésions potentiellement dangereuses sont programmées pour initier la recombinaison homologue (RH), un processus de réparation essentiel à la ségrégation des chromosomes et à la diversité génétique.

Nos travaux antérieurs ont apporté des contributions significatives dans ce domaine (Garcia et al, Nature 2011 ; Garcia et al, Nature 2015).

Les CDBs méiotiques sont formées par Spo11 dans certaines zones du génome appelées « hotspots », qui coïncident avec les promoteurs de gènes. Nous avons démontré que des CDBs peuvent se produire simultanément au sein des hotspots. Ces « double coupures » (DCs) créent des « gaps » dans l'ADN, réparés par RH. Bien que nos travaux aient été réalisés sur le modèle de levure S. cerevisiae, nos recherches ont montré que les DCs sont détectées chez la souris et pourraient représenter une caractéristique générale de la recombinaison méiotique.

➜ “Concerted cutting by Spo11 illuminates meiotic DNA break mechanics”. Johnson D, Crawford M, Cooper T, Claeys Bouuaert C, Keeney S, Llorente B, Garcia V*, Neale MJ*. Nature, 2021 *co-corresponding

La protéine Tel1, homologue d'ATM chez l’homme, joue un rôle important dans la régulation de la formation des cassures double-brin au cours de la méiose.

Nos travaux montrent que Tel1 est recrutée aux sites de cassures de l’ADN et sur certaines structures des chromosomes appelées axes, en accord avec l’interaction des points de cassures avec les régions de l’axe via la formation de boucles de chromatine. Le recrutement de Tel1 dépend d’une autre protéine, Xrs2, qui est nécessaire pour l’activité de Tel1 en réponse aux coupures de l’ADN, telle que la régulation du cycle cellulaire et l’inhibition de coupures additionnelles. Dans l’ensemble, ces résultats apportent un éclairage sur la dynamique de Tel1 sur les chromosomes méiotiques et révèlent comment Tel1 et Xrs2 coopèrent pour maintenir la stabilité génétique au cours de la méiose, essentielle à une reproduction normale et à l’évolution.

➜ "Tel1 is recruited at chromosomal loop/axis contact sites to modulate meiotic DNA double-strand breaks interference”. Dorme M~~#~~, Luciano P#, Cayrou C#, Aithal R, Vernerey J, Borde V, Geli V, Llorente B*, Garcia V* PLOS Genetics, accepted *co-corresponding, # co-first

Recherches en cours

Chez l'homme, les mutations dans le gène ATM sont à l'origine de l'ataxie télangiectasie (AT), une maladie génétique caractérisée par une prédisposition au cancer et à la stérilité (entre autres phénotypes). Les mutations affectant le domaine kinase sont particulièrement néfastes chez les patients atteints d’AT et les modèles de souris. Cependant, la raison de l'effet plus sévère des mutations ATM « kinase dead » reste inconnue.

Nos travaux non publiés démontrent que l'inactivation de l'activité kinase de Tel1/ATM, et non la perte totale de la protéine Tel1, provoque une dérégulation sévère de la formation de CDB méiotiques chez S. cerevisiae. Nous avons identifié des interacteurs de Tel1 impliqués dans ce processus et nous étudions actuellement les mécanismes sous-jacents.