– DNAMOTORS

Les transactions topologiques qui impliquent des protéines motrices contrôlent des réactions centrales du métabolisme de l'ADN. Nous nous intéressons plus particulièrement aux hélicases hexamériques en anneaux qui jouent un rôle prépondérant dans les voies de recombinaison homologue et de réparation de l'ADN, ainsi qu'aux topoisomérases qui régulent des aspects fondamentaux de l'expression génique et de la dynamique de la chromatine. Notre objectif est de parvenir à une compréhension détaillée des mécanismes à la base de ces transactions, ainsi que des paramètres capables de les affecter -positivement ou négativement- à l'aide de systèmes modèles in vivo et in vitro. Dans le cas de la recombinaison homologue, l'axe principal de nos travaux concerne l'étude du couplage entre la migration de branches et la résolution de la jonction de Holliday, à l'aide d'approches biochimiques de mesures d'ensemble et à l'échelle de la molécule unique. Par ailleurs, nos résultats récents sur le rôle de la topoïsomérase II dans la régulation de la structure et de la fonction de l'hétérochromatine permettent de définir de nouvelles approches appliquées à l'étude de cette cible importante de médicaments anti-cancéreux. Notre projet repose sur l'utilisation de ligands synthétiques de l'ADN qui interagissent hautement spécifiquement avec les petit et grand sillons de l'ADN. Ces molécules incluent des polyamides de type oligopyrrole/imidazole, des diamidines et des oligonucléotides formant des triple-hélices (TFOs), et pour lesquels nous avons identifié des cibles génomiques d'intérêt. Ces puissants outils permettent une approche « chimique » appliquée à l'analyse des transactions topologiques que nous étudions, une stratégie peu utilisée pour répondre aux questions biologiques abordées. De plus, la disponibilité d'une instrumentation de type « molécule unique » que nous avons développée, basée sur la technologie des pinces magnétiques, fournira des informations cruciales sur les effets des molécules utilisées sur la conformation de l'ADN et/ou ses propriétés élastiques ainsi que sur les interactions ADN/protéines motrices qui régissent les transactions topologiques d'intérêt. Nous proposons l'utilisation et l'étude de deux systèmes biologiques modèles bien définis : 1) la translocation des jonctions de Holliday par le complexe RuvAB ; 2) la délocalisation de la topoïsomérase II de la chromatine par des ligands de l'ADN spécifiques de séquence et les effets de ce déplacement sur la structure de la chromatine et ses propriétés fonctionnelles. Dans les deux cas, des mesures d'ensemble et de molécules uniques seront utilisées afin d'extraire les paramètres qui définissent ces réactions ; l'utilisation de différents types de ligands spécifiques de séquences de l'ADN, polyamides et TFOs, que nous proposons devrait par ailleurs fournir de nouvelles informations sur les effets de l'érection de barrières qui pourraient bloquer ces processus. Nous prévoyons que les différents aspects de notre projet, qui incorpore de façon étroite les différents axes de recherche actuellement mis en œuvre dans nos trois groupes, nous permettront des avancées des plus significatives dans notre compréhension des réactions au cœur du métabolisme de l'ADN. L'identification des paramètres qui affectent les étapes de la recombinaison homologue nécessaires à la migration de branches et leur résolution nous aidera à identifier des voies impliquant des hélicases hexamériques faisant partie de machineries moléculaires complexes et qui jouent un rôle central dans le maintien de la stabilité génétique -une question hautement pertinente au cancer et à d'autres pathologies. De manière similaire, nos études sur les transactions effectuées par la topoïsomérase II et sur leur sensibilité à des ligands synthétiques de l'ADN devraient nous permettre d'élucider les mécanismes d'action et les différentes fonctions cellulaires de cette enzyme essentielle. Les avancées qui en résulteront permettr