Reconstruction molécule-unique de la réparation des cassures simple-brin d'ADN – REPONE

L’ADN de nos cellules est constamment en train d’être endommagé, et nos cellules travaillent sans cesse à réparer ces dégâts. Les cassures simple-brin d’ADN sont fréquentes et sembleraient simple à réparer avec juste une réaction de ligation, cependant leur réparation est si urgente que la cellule a mis en place un système bien plus complexe pour les réparer et qui dépend de plusieurs autres composantes en plus d’une ligase. La complexité du système résultant fait qu’il reste insuffisamment compris d’un point de vue cinétique, dynamique et donc mécanistique, en particulier au vu de son importance fondamentale et appliquées pour les thérapies anticancer les plus efficaces visant les cancers dits « BRCA-négatifs ».

Ce projet réunit physiciens, chimistes, et biologistes pour comprendre comment les cellules humaines réparent ces cassures simple-brin.

Dans le système humain, la protéine PARP1 se lie à une cassure simple-brin et hydrolyse du NAD+ au cours d’une réaction d’automodification qui donne lieu à un « nuage » de NAD+ polymérisé tout autour de PARP1. Ce « nuage » recrute à la lésion le complexe XRCC1-Ligase3 responsable de la réaction de réparation à proprement parler. Le mécanisme par lequel XRCC1-Lig3 interagit d’abord avec le « nuage », puis avec la lésion elle-même, reste un mystère, tout comme le processus par lequel PARP1 « passe le relai » à XRCC1-Lig3.

Pour étudier ce processus nous déploierons des approches ultra-haute résolution permettant d’observer en temps réel des molécules individuelles afin de reconstruire, étape par étape et composante par composante, la réaction entière. Ces travaux fourniront une base mécanistique et quantitative pour comprendre cette voie de réparation. Par la suite et à l’avenir cette base quantitative permettra de mieux développer de nouvelles pistes pour la modulation thérapeutique de cette voie de réparation.