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Actualités scientifiques

Cassures double-brin de l’ADN : s’arrêter pour mieux réparer

En cas de cassure du double-brin d’ADN, la protéine DNAPK bloque toute activité de transcription pour procéder à la réparation du fragment abîmé.

DNAPKcs-dependent arrest of RNA polymerase II transcription in the presence of DNA breaks.

Pankotai T, Bonhomme C, Chen D, Soutoglou E.

Nat Struct Mol Biol 12 février 2012


12 février 2012

Les cassures double-brin dans l’ADN sont particulièrement dangereuses car elles peuvent être à l’origine de cancers. L'équipe d'Evi Soutoglou de l’Institut de génétique et de biologie moléculaire et cellulaire (IGBMC, unité mixte CNRS/Inserm/Université de Strasbourg) viennent de décrire les mécanismes qui permettent de bloquer l’expression de l’information génétique lorsqu’elle est lésée. Ils ont ainsi mis en évidence le rôle primordial d’une protéine, la protéine kinase dépendante de l’ADN (DNAPK) dans ce processus. Ces résultats sont publiés le 12 février dans la revue Nature Structural & Molecular Biology.

 

L’ADN et ses lésions
L’ADN qui est le support de notre information génétique, est présent dans les cellules sous forme d’une hélice double brin. Cette hélice est régulièrement attaquée par des facteurs environnementaux ou métaboliques, ce qui peut conduire à des cassures. Ces lésions ne touchent parfois qu’un seul brin et peuvent être facilement réparées. En revanche, les cassures qui touchent les deux brins de l’hélice sont très délétères : plus difficiles à réparer, elles peuvent engendrer des translocations chromosomiques (réorganisation de fragments de chromosomes) et être à l’origine de cancers. De nombreux mécanismes permettent de détecter ces cassures et de suspendre les processus en cours avant de réparer les lésions mais ils sont pour le moment mal connus.


Blocage de la transcription au niveau des cassures
La transcription est une des premières étapes de la synthèse des protéines. Au cours de ce processus, l’ADN est « lu » (transcrit) par une enzyme (l’ARN polymérase II) qui produit alors un brin d’ARN qui servira ensuite de support pour la production d’une protéine spécifique. En cas de cassure de la molécule d’ADN, les conséquences sur la transcription et l’ARN polymérase II sont pour le moment mal connues. L’équipe d’Evi Soutoglou de l’IGBMC s’est penchée sur ce problème. Les chercheurs ont utilisé une enzyme, l’endonucléase I-PpoI, capable de provoquer des cassures double brin sur des régions très ciblées, et permettant ainsi d’analyser de manière très précise l’activité transcriptionnelle sur ces mêmes régions. Ils ont ainsi mis en évidence qu’une seule cassure double brin entraînait l’arrêt total de la transcription au niveau de cette cassure en provoquant la dissociation de l’ARN polymérase II de la molécule d’ADN. Ils ont notamment montré le rôle clé de la protéine kinase dépendante de l’ADN (DNAPK). En effet, quand cette protéine est inactivée, l’ARN polymérase II n’est pas bloquée : elle passe outre la cassure et continue son activité transcriptionnelle. Les produits de cette transcription pourraient contenir des erreurs et ainsi favoriser l’apparition de maladies.
Cette étude met donc à jour un nouveau rôle protecteur de la DNAPK qui, en bloquant la transcription lorsque l’ADN est endommagé, limiterait le risque de transformations malignes de la cellule.

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