Le Centre de Recherche en Cancérologie de Marseille fête ses 50 ans ! -
Les télomères sont des structures nucléoprotéiques à l’extrémité des chromosomes qui préservent la stabilité et la fonction du génome. La biologie des télomères est en étroite connexion avec la sénescence des cellules, la biologie des cellules souches et le développement du cancer.
L’équipe étudie dans des modèles de levure les mécanismes qui maintiennent la longueur des télomères, la réplication des télomères, et les réponses cellulaires à l’érosion des télomères. Nos travaux se concentrent notamment sur la relocalisation des télomères érodés au Pore Nucléaire pendant la sénescence réplicative et les conséquences fonctionnelles de cette relocalisation.
Le laboratoire fait partie d’un consortium qui vise à identifier gènes responsables de téloméropathies, des maladies génétiques rares qui sont causées par un raccourcissement prématuré des télomères. Nous cherchons à comprendre comment ces gènes sont impliqués dans le maintien des télomères.
L’équipe participe aussi à plusieurs programmes de lutte contre le cancer. En particulier, nous étudions le mécanisme de l’allongement alternatif des télomères (ALT) dans les tumeurs d’origine mésenchymateuse dépourvues de mutations ATRX.
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.
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 au pore nucléaire (NPC) pour promouvoir soit une reprise précise de la réplication (Aguilera et al., 2020), par 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).
Nous avons établi de nouvelles approches/outils pour explorer les mécanismes qui protègent et redémarrent les fourches de réplication au niveau des télomères et pour étudier leur régulation spatiale et temporelle. Nous avons mis en place dans les deux modèles de levure un système de barrières artificielles de la réplication pour étudier la dynamique de la réplication et le mécanisme de redémarrage des fourches.
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.
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.
Nous avons récemment identifié des variations hétérozygotes rares dans les gènes RPA chez des patients présentant des télomères courts et une fibrose pulmonaire idiopathique (Sharma et al., 2022). RPA est une protéine hétérotrimérique de liaison à l'ADN simple brin qui protège cette molécule d’ADN. Ce complexe est essentiel pour la réplication, la recombinaison et la réparation de l'ADN, car il coordonne l'assemblage et le désassemblage des protéines au niveau de l'ADN. 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.
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). Des études antérieures ont montré que la mutation du gène ATRX et/ou la perte d'expression de la protéine n'est détectable que dans 30 % d'entre eux. Cet écart entre un niveau élevé du ALT et une faible proportion d'inactivation de l'ATRX nous a conduit à l'hypothèse que l'inhibition du ALT par l'ATRX pourrait être annulée dans certaines conditions. Nous étudions les mécanismes concernant les ostéosarcomes du ALT.
Lipskaia L, Breau M, Cayrou C, Churikov D, Braud L, Jacquet J, Born E, Fouillade C, Curras-Alonso S, Bauwens S, Jourquin F, Fiore F, Castellano R, Josselin E, Sánchez-Ferrer C, Giovinazzo G, Lachaud C, Gilson E, Flores I, Londono-Vallejo A, Adnot S, Géli V
Lee L, Perez Oliva AB, Martinez-Balsalobre E, Churikov D, Peter J, Rahmouni D, Audoly G, Azzoni V, Audebert S, Camoin L, Mulero V, Cayuela ML, Kulathu Y, Geli V, Lachaud C
Johnson D, Crawford M, Cooper T, Claeys Bouuaert C, Keeney S, Llorente B, Garcia V, Neale MJ
