| Regulation of the organization of DNA replication in the fission yeast S. pombe (Régulation de l'organisation de la réplication de l'ADN chez la levure de fission S. pombe) Gaboriaud, Julia - (2021-12-20) / Universite de Rennes 1 - Regulation of the organization of DNA replication in the fission yeast S. pombe
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Langue : Anglais Directeur(s) de thèse: Wu, Pei-Yun Jenny Discipline : Génétique, génomique, bioinformatique Laboratoire : IGDR Ecole Doctorale : Biologie-Santé Classification : Médecine et santé Mots-clés : Cycle cellulaire, Génétique, Réplication de l'ADN, biologie cellulaie
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Résumé : Au cours de la réplication de l'ADN, le génome est susceptible d’être altéré. L'initiation de la synthèse de l'ADN à partir des origines de réplication est donc fortement régulée, et des déficiences dans cette régulation contribuent à des pathologies telles que le cancer. Ces mécanismes de contrôle impliquent aussi une organisation spatiale et temporelle de la réplication, appelée programme de réplication (RP). Cependant, alors que le RP est apparu comme une caractéristique conservée de l'organisation du génome chez les eucaryotes, nous ne comprenons toujours pas les aspects clés des mécanismes qui établissent l'organisation de la réplication de l'ADN. Des travaux récents de mon équipe ont exploré comment le RP est établi, se focalisant sur la kinase dépendante de cyclines (CDK) qui contrôle la prolifération. Ces études ont démontré que l'extension de la phase G1 induite par des modulations de l'activité CDK conduit à des altérations du RP le long des chromosomes. Fort de ces découvertes, mon projet de thèse étudie donc ce couplage intime entre le cycle cellulaire et le RP. Profitant d'un système unique dans la levure de fission qui permet un contrôle précis de l'activité CDK, j'ai étudié l'impact de la modification de la progression du cycle cellulaire sur les étapes initiales clés de l'initiation de la réplication. Mes résultats ont montré que l'extension de G1 conduit à une redistribution de la liaison du "Origin Recognition Complex" (ORC) et du complexe pré-réplicatif (pré-RC) aux origines, à l'échelle du génome. De plus, j'ai découvert une corrélation entre les niveaux d'ORC et de pré-RC aux origines et leur activité. Ce travail indique donc que la dynamique du cycle cellulaire module le programme de réplication en déterminant la distribution du complexe de réplication le long des chromosomes. De plus, étant donné le lien direct que j'ai découvert entre la présence de ORC aux origines et leur activité, j'ai développé une stratégie pour tester quantitativement cette relation. Dans l'ensemble, mon travail de thèse apporte de nouvelles connaissances sur les mécanismes qui établissent le programme de réplication de l'ADN chez les eucaryotes. Abstract : During DNA replication, the genome is susceptible to acquiring damage and errors. Initiation of DNA synthesis at replication origins is highly regulated, and defects in this control contribute to pathologies such as cancer. Genome duplication is also spatially and temporally organized along the chromosomes, giving rise to signature replication programs (RP) in distinct cell types and growth conditions. However, while the RP has emerged as a conserved feature of genome organization in eukaryotes, we still do not understand key aspects of the mechanisms that establish the organization of DNA replication. Interestingly, previous work from my PhD team explored how specific RPs are established, focusing on the conserved cyclin-dependence kinase (CDK) that controls the cell cycle. These studies demonstrated that a prolongation of G1 phase induced by modulating CDK activity leads to genome-wide alterations in the RP. Building on these findings, my thesis project investigates the coupling between cell cycle dynamics and the organization of DNA replication. Taking advantage of a unique system in the fission yeast that allows for a precise control of CDK activity, I investigated the impact of modifying cell cycle progression on the key initial steps in replication initiation. My results showed that extension of G1 leads to a redistribution of the binding of the Origin Recognition Complex (ORC) and the pre-replicative complex (pre-RC) at origins genome-wide. Moreover, I uncovered a correlation between the levels of ORC and pre-RC at an origin and its activity. This work therefore indicates that cell cycle dynamics modulates the replication program through determining the profile of replication complex assembly along the chromosomes. Moreover, given the direct link that I uncovered between ORC occupancy and origin efficiency, I developed a strategy to test the quantitative relationship between ORC binding origin activity. Altogether, my thesis work brings new insight into the mechanisms that establish the program of DNA replication in eukaryotes. | |||