les différents complexes « remodeleurs » de la chromatine

Ces complexes sont classés en quatre principales familles basées sur l’homologie de séquence et par la présence d’une sous unité ATPasique hautement

II helicase-related proteins ») qui utilise l’énergie produite par l’hydrolyse de l’ATP pour assurer le remodelage de la chromatine. Il s’agit de la famille SWI/SNF (switching defective/sucrose nonfermenting), ISWI (imitation switch), CHD (chromodomain helicase DNA binding) et la famille INO80 (inositol requiring 80) (Table 4).

Table 4 : Simplification de la classification des différentes familles des remodeleurs de la chromatine impliquée dans la réponse des DSBs (adapté de Jeggo et Downs, 2014)

Ces différents complexes vont permettre le remodelage de la chromatine afin de passer d’un état condensé à un état relaxé de la chromatine assurant ainsi le bon déroulement de la DDR.

3.2 Rôles principaux des complexes remodeleurs de la chromatine

La famille SWI/SNF : les protéines appartenant à cette famille possèdent des

caractéristiques communes dont la présence d’un domaine ATPasique très conservé et un bromodomaine au niveau de leur région C-terminale ayant la capacité de reconnaitre les Lysine acétylées. Les données de la littérature montrent clairement l’implication de cette famille dans le remodelage de la chromatine en réponse aux DSBs dans les deux principaux mécanismes de réparation NHEJ (Park et al., 2006 ; Ogiwara et al., 2011) ou HR (Chai et al., 2005). Une autre étude a montré que la sous unité catalytique BRG1 coopérait avec H2AX et l’histone H3 au sein du même

que BRG1 se fixe au niveau de la marque H2AX et que cette interaction est dépendante de l’acétylation de l’histone H3 sein du même nucléosome (Figure 26).

Figure 26 : Remodelage de la chromatine via la coopération de la protéine BRG1, la phosphorylation de l’histone H2AX et l’acétylation de l’histone H3 (d’après Lee et al., 2010)

La famille ISWI : la sous unité catalytique de cette famille SNF2H est impliquée dans

la réparation des DSBs par NHEJ. Celle-ci fait partie de plusieurs complexes et notamment le complexe ACF (Table 3). Au cours de la réparation par NHEJ, une étude a montré que le complexe ACF interagissait avec la protéine Ku et que la déplétion de SNF2H ou de ACF menait à une altération de la réparation résultant de la diminution de l’interaction avec la protéine Ku et son recrutement au niveau des DSBs suggérant ainsi un rôle de SNF2H dans le recrutement de la protéine Ku (Lan et al., 2010).

La famille CHD : cette famille est caractérisée par un chromodomaine au niveau N-

terminal et possède une activité catalytique ATPasique « SNF2-like » assurée par les protéine CHD3 et CHD4 deux composants du complexe répresseur NuRD. Plusieurs études ont montré l’implication de la protéine CHD4 dans la réponse aux dommages à l’ADN. En effet, celle-ci régule la transition G1/S au cours de la réparation des DSBs. Pour cela, CHD4 va déacétyler la protéine P53 provoquant son activation. Ainsi P53 pourra induire l’activation de p21 et activer le point de contrôle G1/S pour stopper la

De plus, CHD4 va stimuler l’activité enzymatique des E3 ligases RNF8 et RNF168 pour permettre le recrutement de BRCA1 par ubiquitination au niveau des DSBs. Dans cette même étude, les auteurs montrent que CHD4 avec la coopération de MTA2 un autre membre du complexe NuRD participe à l’activation du point de contrôle G2/M (Smeenk et al., 2010).

Une autre étude en 2011 montre l’importance de la phosphorylation de CHD4 par la protéine kinase ATM dans le recrutement du complexe NuRD suite à l’induction de DSBs par radiations ionisantes puisque des mutations au niveau de ce site de phosphorylation abolissent le recrutement du complexe NuRD aux niveaux des DSBs provoquant ainsi un défaut de réparation des dommages à l’ADN (Urquhart et al., 2011).

La famille INO80 : Ce complexe possède divers rôles au niveau de la chromatine. En

effet, cette famille joue un rôle dans la régulation transcriptionnelle, la réplication de l’ADN mais également dans la réparation des dommages à l’ADN. Seul ce dernier point sera abordé ici. Au sein de cette famille on retrouve principalement 2 complexes possédant chacun sa propre sous unité catalytique. Ainsi on distingue le complexe INO80 du complexe NuA4/Tip60 ayant comme sous unité catalytique INO80 et p400 respectivement (Table 3).

►INO80 : avec la coopération de la protéine SMARCAD1 faisant également partie de cette famille, INO80 facilite l’étape de résection de l’ADN (Gospodinov et al., 2011) et facilite la recombinaison homologue comme l’ont montré des essais comètes (Gospodinov et al., 2011).

►NuA4/Tip60 : lors de la réponse aux DSBs, un mécanisme d’échange d’histones est observé au sein de la chromatine favorisant la relaxation de la chromatine. Ce mécanisme consiste à l’échange du dimère H2A/H2B en dimère H2AZ/H2B réalisé par la protéine p400 suivi de l’acétylation de l’histone H4 par l’acétyl transférase Tip60 (Xu et al,. 2010). De manière plus précise, l’incorporation du variant H2AZ est transitoire. En effet, l’accumulation de H2AZ va créer un environnement propice au niveau du nucléosome et va permettre le recrutement d’une protéine chaperonne nommée ANP32E qui va induire le retrait de H2AZ libérant la queue de l’histone H4. Celle-ci sera alors accessible et sera acétylée par Tip60 promouvant ainsi la relaxation de la chromatine (Gursoy-Yuzugullu, et al., 2015).

Une revue sur l’histone H2AZ explique comment celle-ci permet le remodelage de la chromatine via l’acétylation des histones et l’ubiquitination de la chromatine pour favoriser le recrutement de BRCA1 et 53BP1 au niveau des DSBs.

4/ Le cas particulier de la réparation des DSBs au niveau de l’hétérochromatine

L’hétérochromatine constitue une véritable barrière à la réparation des DSBs du fait de son degré de compaction. Cette barrière est à l’origine d’une instabilité génomique importante lorsque les DSBs ne sont pas réparées. C’est pourquoi la cellule a mis en place une régulation fine de la réparation des DSBs situées au niveau de l’hétérochromatine par différents mécanismes impliquant des remodeleurs de la chromatine mais également des protéines de réparation telles que la kinase ATM et l’acétyl transférase Tip60.

La réparation des cassures double brin situées au niveau de l’hétérochromatine évolue avec une cinétique beaucoup plus lente que celle de la réparation des DSBs situées au niveau de l’euchromatine du fait de la différence de compaction de la chromatine. En effet, la présence de cassures double brin au niveau de l’hétérochromatine va provoquer un remodelage de la chromatine différent de celui que l’on peut observer au niveau de l’euchromatine nécessitant le recrutement de protéines spécifiques et notamment la protéine KAP1 (KRAB [KRüppel Associated Box] domain Associated Protein 1). Ainsi, en fonction de ces différentes interactions, la protéine KAP1 va permettre la relaxation de la chromatine pour faciliter l’accès aux protéines de réparation au niveau des DSBs (Cann et Dellaire, 2011 ; Gursoy-Yuzugullu et al., 2015 ; Goodarzi et Jeggo, 2012).

4.1 La protéine KAP1 va faciliter la relaxation de la chromatine via la protéine HP1 et l’acétyl transférase Tip60 (Figure 27)

La protéine HP1 permet le maintien de la structure de l’hétérochromatine au niveau des centromères et des télomères en se fixant sur la forme tri-méthylée de la Lysine 9 de l’histone H3 (H3K9me3) déposée par la protéine SUV39H (Dinant et Luijsterburg, 2009). Il existe trois isoformes de la protéine HP1 : HP1α, HP1β et HP1γ. Suite à l’induction de DSBs par irradiation, la protéine HP1 va se dissocier de la

Tout d’abord, la protéine KAP1 va être phosphorylée sur la Sérine 473 par la protéine kinase CHK2, cette phosphorylation va permettre l’interaction avec la protéine HP1 provoquant la dissociation de HP1 de la chromatine. Cette phosphorylation est indispensable pour la relaxation de la chromatine (Chang et al., 2008 ; White et al., 2016). Le second évènement est la phosphorylation de la protéine HP1 par la protéine kinase CK2 au niveau de la Thréonine 51 pour promouvoir également sa dissociation de la chromatine (Ayoub et al., 2009).

La protéine Tip60 va également jouer un rôle dans la relaxation de la chromatine. En effet, celle- ci va venir se fixer au niveau de la marque H3K9me3 après la dissociation de la protéine HP1 (Sun et al., 2009). Cette fixation va induire l’activation de son activité enzymatique et permettre ainsi l’activation de la kinase ATM par acétylation (Sun et al., 2007) et la décondensation de l’hétérochromatine via l’hyper-acétylation de l’histone H4.

Figure 27 : Représentation schématique de la relaxation de la chromatine médiée par les protéines KAP1, HP1 et Tip60

4.2 La protéine KAP1 va promouvoir la relaxation de la chromatine en