CE12 - Génétique, génomique et ARN

Les complexes CyclinA2-Cdk1/2 : du contrôle temporel de la réplication de l’ADN à l’adaptation au checkpoint et à l’entrée en mitose en conditions de stress. – CARE-ME

Résumé de soumission

Le maintien de l'intégrité du génome, de l'identité et du devenir des cellules dépend de l'exécution correcte et ordonnée de la réplication de l'ADN et de la ségrégation des chromosomes en mitose au cours des générations successives. La duplication de grands génomes pose des problèmes spécifiques en raison de la limitation de plusieurs composants de la machinerie de réplication et repose sur l'activation séquentielle d'origines de réplication suivant un ordre spatio-temporel précis. Bien qu'une activité globale Cdk (Cyclin-dependent kinase) soit requise pour l'exécution du programme d'initiation, les rôles respectifs des différents complexes, notamment CyclinA2-Cdk2 et CyclinA2-Cdk1, qui s'assemblent séquentiellement au cours de la phase S ainsi que les mécanismes de régulation sous-jacents restent très mal compris. Les cellules en prolifération sont régulièrement confrontées à diverses menaces qui affectent le processus de réplication du génome et conduisent à un ralentissement ou à un blocage des fourches, des situations communément appelées stress réplicatif (RS). Des travaux antérieurs ont établi que les cellules répondent au stress réplicatif en augmentant d'une part la densité des événements d'initiation pour achever la réplication déjà initiée de certains domaines chromatiniens, d'autre part en activant un point de contrôle de la réplication de l'ADN (DRC) qui inhibe les activités Cdk en phase S, bloquant ainsi l'initiation de domaines non encore répliqués et empêchant la progression plus avant du cycle cellulaire. Cependant, ces observations ne tiennent pas en compte le fait que le stress réplicatif en fonction de son intensité module probablement finement le niveau des activités CyclinA2-Cdk2 et/ou -Cdk1 et par conséquent la régulation d'événements d'initiation supplémentaires. Dans ce cadre,
Nous avons observé dans certaines conditions que l'inhibition de Cdk1 déclenche des événements d'extra-initiation dans de grands gènes exprimés et répliqués tardivement, y compris ceux hébergeant des sites fragiles communs (CFS). Par conséquent, en plus de retarder l'entrée en mitose, l'inhibition de Cdk1 accélère la réplication de certaines régions difficiles à répliquer, supprimant leur instabilité.
Nous avons d'autre part développé un senseur FRET (Förster Resonance Energy Transfer) spécifique de l'activité Chk1 pour analyser l'évolution de la signalisation DRC au cours du temps en cellules vivantes. Nos résultats montrent que l'activité Chk1 est étroitement modulée pendant une phase S normale ainsi qu'en réponse à un stress réplicatif croissant. De plus, nous avons observé des profils d'activité de Chk1 hétérogènes d'une cellule à l'autre au cours de la reprise du cycle cellulaire suite à un stress réplicatif, qui suggèrent une activation temporelle de mécanismes de réparation de l'ADN jusqu'à l'entrée des cellules en mitose.
Dans le présent projet, nous proposons d'utiliser des cellules génétiquement modifiées afin de manipuler spécifiquement l'activité de complexes CyclinA2-Cdk individuels ainsi qu'un ensemble de senseurs FRET, notamment de l'activité Chk1 pour suivre la signalisation DRC, afin: (i) de décrypter le rôle des complexes CyclinA2-Cdk1 et CyclinA2-Cdk2 dans l'activation ou la répression d'origines de réplication en conditions normales ou suite à un stress réplicatif, (ii) de caractériser les mécanismes de réparation mise en œuvre pour préserver l'intégrité du génome lors de la récupération d'un stress réplicatif, (iii) d'élucider par quels mécanismes des régions non-répliquées du génome peuvent persister en mitose suite à un stress réplicatif, favorisant l'apparition d'une instabilité génomique.

Coordination du projet

Olivier GAVET (Stabilité génétique et oncogenèse)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

Stabilité génétique et oncogenèse
Stabilité génétique et oncogenèse

Aide de l'ANR 483 300 euros
Début et durée du projet scientifique : février 2021 - 48 Mois

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