| Implication du médiateur du stress du réticulum endoplasmique IRE1α dans la réparation de l'ADN par Recombinaison Homologue (Involvement of the endoplasmic reticulum mediator IRE1α in the DNA repair by Homologous Recombination) Blondel, Alice - (2022-05-06) / Universite de Rennes 1 - Implication du médiateur du stress du réticulum endoplasmique IRE1α dans la réparation de l'ADN par Recombinaison Homologue
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Langue : Français, Anglais Directeur(s) de thèse: Pedeux, Rémy Discipline : Cancérologie Laboratoire : Oncogenesis, Stress, Signaling Ecole Doctorale : Biologie-Santé Classification : Médecine et santé Mots-clés : IRE1α, recombinaison homologue (HR), stress du réticulum endoplasmique, cassures double brin (DB) de l’ADN, la réponse aux dommages à l’ADN (DDR, Replication Protein A (RPA)
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Résumé : Le maintien de l’intégrité de l’ADN et des protéines est un processus essentiel pour la cellule. Il dépend principalement de la réponse aux dommages à l’ADN (DNA Damage Response, DDR) et de la réponse UPR (unfolded protein response). La DDR permet de détecter et de réparer les dommages à l’ADN tandis que l’UPR maintient l’homéostasie des protéines. Des perturbations dans l’intégrité génomique ou l’homéostasie protéique sont impliquées dans de nombreuses maladies dont des cancers. Toutefois, l’interaction entre la DDR et l’UPR est très peu étudiée. Seules quelques études suggèrent l’existence de liens entre la DDR et l’UPR, majoritairement après des cassures double brin (DB) de l’ADN, et impliquent en particulier IRE1α, un acteur majeur de l’UPR. Le travail de ma thèse a donc consisté à déterminer le rôle d’IRE1α dans la DDR. Nos résultats révèlent l’implication d’IRE1α dans une voie de réparation de l’ADN après des cassures DB : la recombinaison homologue (HR). Étonnamment, seule la sous-expression d’IRE1α, mais pas l’inhibition de son activité ribonucléasique, influe sur le taux de réparation par HR. La sous-expression d’IRE1α induit également une augmentation du taux de phosphorylation d’H2AX, un marqueur des cassures DB de l’ADN. L’analyse du mécanisme d’action d’IRE1α sur la HR a révélé un impact d’IRE1α sur les phosphorylations, ainsi que sur sa présence aux cassures DB, d’une protéine clé de la HR : RPA. De plus, nos travaux ont permis de déterminer que le rôle d’IRE1α dans la HR dépendait de son domaine linker. Nous avons finalement montré que l’interaction entre la réponse UPR et la DDR n’est pas restreinte à IRE1α mais implique également les deux autres médiateurs de l’UPR, i.e. ATF6 et PERK, qui jouent des rôles distincts dans la DDR. Les résultats obtenus révèlent un rôle d’IRE1α, dépendant de RPA et du domaine linker d’IRE1α, dans la réparation de l’ADN par HR et ouvrent ainsi la voie à de nouvelles pistes thérapeutiques pour augmenter l’efficacité des chimiothérapies anticancéreuses basées sur un stress génotoxique. Abstract : Maintaining DNA and protein integrity is a critical process for the cell. It depends mainly on two stress response mechanisms: the DNA Damage Response (DDR) and the unfolded protein response (UPR). The DDR enables the cell to detect and repair DNA damage while the UPR maintains protein homeostasis. Disruption of genomic integrity or protein homeostasis may lead to various disorders including cancer. Nonetheless, DDR and UPR interaction is not much studied. Only a few studies suggest the existence of putative links between DDR and UPR, mainly after DNA double-strand breaks (DSB), and these links notably involves IRE1α, a major mediator of UPR. Hence, my PhD work consisted in the determination of the role of IRE1α in the DDR. Our results revealed the involvement of IRE1α in the DDR pathway after DNA DSB called the homologous recombination (HR) pathway. Surprisingly, only IRE1α downregulation, but not the inhibition of its ribonuclease activity, affects the level of repair by HR. IRE1α downregulation leads to an increase in H2AX phosphorylation level that is a hallmark of DNA DSB. The analysis of IRE1α’s pathway on HR revealed an impact of IRE1α on the different phosphorylation marks, as well as on the presence to the DSB, of a key protein of the HR: RPA. In addition, our study identified that the role of IRE1α in the HR depends on its linker domain. We finally showed that the interaction between the UPR and the DDR is not only limited to IRE1α but also to the two other UPR transducers, i.e. ATF6 and PERK. Hence, all these results uncovered a new role for IRE1α, in an RPA and IRE1α’s linker-dependent manner, in the DNA repair by HR. This discovery thereby paves the way for new therapeutic approaches that aim at increasing the efficiency of genotoxic stress-based cancer chemotherapy. | |||