La protéine BRCA2 33

BRCA2 est le second gène de susceptibilité découvert pour le cancer du sein [166]. Les femmes possédant une mutation génétique du gène BRCA2 ont un risque cumulé moyen de développer un cancer des ovaires d’environ 72 % à l’âge de 80 ans [167]. Le gène est situé sur le chromosome 13 et encode une protéine de 3418 acides aminés possédant un poids moléculaire de 384,202 kDa. Généralement, on divise BRCA2 en trois régions : la partie N-terminale avec son domaine de transactivation, la partie intermédiaire possédant les répétitions BRC et un NES, et la partie C- terminale contenant un NLS, un second NES et un domaine de liaison à l’ADN [168] (Figure 1.12).

Comme décrit dans la section 1.9.1.2, la protéine BRCA2 est capable de lier et réguler RAD51 via ses 8 répétitions BRC (BRC 1-8) et via sa partie C-terminale [169-171]. La protéine BRCA2 pleine longueur, ou un peptide contenant les 8 répétitions BRC, stimule l’échange de brins en favorisant l’assemblage de RAD51 sur l’ADNsb et prévient la nucléation sur de l’ADNdb [123, 124, 172, 173]. Toutefois, un excès de peptide présentant une répétition BRC4 perturbe la formation du filament RAD51 in vitro [174] et inhibe la formation des foyers de RAD51 suite à un dommage [175-178]. Des études de microscopie électronique ont montré que les différentes répétitions BRC lient différemment RAD51 [179]. Des études biochimiques ont permis de définir qu’il existe en fait deux classes de répétitions. Les répétitions BRC 1, 2, 3 et 4 lient les monomères de RAD51 avec une très grande affinité et réduisent l’activité ATPase de RAD51, permettant ainsi le positionnement de RAD51 sur l’ADNsb au lieu de l’ADNdb. Les répétitions BRC 5, 6, 7 et 8 lient plutôt RAD51 couplée à l’ADNsb avec une très forte affinité [180]. Ainsi, ceci sous-entend que la première partie des répétitions faciliterait la nucléation de RAD51 sur l’ADNsb alors que la seconde partie stabiliserait RAD51 sur le nucléofilament.

Des études génétiques démontrent que les répétitions BRC sont importantes pour la fonction de BRCA2. En effet, des souris ne possédant plus l’exon 11 codant pour les BRC ne sont pas viables, alors qu’une délétion somatique entraine le développement de tumeurs [181]. Il a été montré que

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des souris possédant la partie C-terminale de BRCA2 ainsi que 3 répétitions BRC pouvaient survivre à l’embryogenèse, mais ceci arrivait néanmoins qu’à une très faible fréquence [182]. Par contre, une seule répétition BRC est suffisante pour la fonction de BRCA2 dans son rôle avec la protéine RPA [178].

D’un point de vue plus cellulaire, des fibroblastes dépourvus de l’exon 11 présentent des défauts de prolifération [183]. Il a aussi été montré que l’expression d’une protéine BRCA2 dépourvue de ses répétitions BRC ne permettait pas de rétablir le phénotype de cellules déplétées en BRCA2 [184]. De plus, des mutations ponctuelles retrouvées chez certaines patientes atteintes du cancer du sein diminuent l’interaction entre BRCA2 et RAD51 [185]. RAD51 interagit également avec la partie C-terminale de BRCA2. Cette interaction a été impliquée dans la protection de l’ADNsb aux fourches de réplication bloquées [186]. La partie C-terminale de BRCA2 liant RAD51 ne présente aucune homologie de séquence avec les répétitions BRC [170, 187] et est nommée TR2 (« Terminal region 2 », région terminale 2). La liaison de RAD51 à cette région est supprimée par la phosphorylation de CDK sur la sérine 3291 pendant les phases G2/M, suggérant que cette modification modulerait l’activité de BRCA2 durant la progression du cycle cellulaire [188]. La sérine 3291 est un site important de liaison de RAD51 puisque les mutants mimant la phosphorylation (S3291E) ou empêchant celle-ci (S3291A) suppriment l’interaction de RAD51 avec BRCA2 [188].

L’interaction de BRCA2 avec l’ADN a été révélée grâce à des études structurales [189]. Le domaine de liaison à l’ADN (DBD, « DNA-binding domain ») est composé de 5 parties : un domaine hélical (HD, « Helical domain »), 3 domaines de liaison aux oligonucléotides liant l’ADNsb (OB, « Oligonucleotide/Oligosaccharide Binding-fold domain »), et un domaine Tour (T, « tower domain ») possédant 3 domaines hélice sur sa partie C-terminale (3HB, « 3 helix bundle »). Le domaine 3HB est similaire au domaine de liaison à l’ADN de la recombinase Hin, suggérant une activité de liaison à l’ADNdb. Les domaines OB1 et OB2 interagissent aussi avec la protéine DSS1 (Deleted In Split-Hand/Split-Foot 1) [189, 190], impliquée dans la stimulation de la RH dans les cellules humaines [191-193]. Récemment, une étude a montré que DSS1 permet au complexe BRCA2-DSS1 d’interagir physiquement et fonctionnellement avec RPA. Il semblerait que DSS1 imiterait l’ADN pour diminuer l’affinité de RPA pour l’ADNsb et permettrait ainsi l’échange RPA-RAD51 médié par BRCA2 [194].

Un autre domaine important de la protéine BRCA2 est son signal de localisation nucléaire (NLS). En effet, il a été montré que BRCA2 facilite le transport de RAD51 au noyau et plus spécifiquement aux sites de dommages à l’ADN [174]. Bien que BRCA2 soit majoritairement nucléaire, elle peut se localiser au niveau des centrosomes [195] via son NES présent au niveau de

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ses répétitions BRC. Cette exportation est sous la dépendance d’une protéine exportatrice : CRM1. Il a été montré qu’une micro-injection d’un anticorps anti-BRCA2 au niveau du cytoplasme de cellules HeLa engendrait une amplification des centrosomes et des cellules binucléées [196].

De façon générale, il est possible de discerner sept rôles distincts pour la protéine BRCA2, dont certains ne sont pas reliés à la RH (Figure 1.14).

– BRCA2 est un médiateur de la RH et permet le délogement de la protéine RPA de l’ADNsb pour former le filament de RAD51 [123, 124, 173] (Figure 1.14A).

– BRCA2, via son domaine C-terminal liant RAD51, protège l’ADN nouvellement synthétisé contre la dégradation par la nucléase Mre11 [186]. BRCA1 et FANCD2 sont impliquées dans ce processus [197] (Figure 1.14B).

– BRCA2 et PALB2 vont interagir entre elles pour stimuler la formation de la D-loop, mais aussi l’action de la polymérase η. Ces trois protéines vont colocaliser au niveau d’un stress réplicatif suite à un traitement à l’hydroxyurée ou l’aphidicoline [198] (Figure 1.14C).

– BRCA2 joue un rôle dans la prévention des structures R-loop. Ces dernières sont des hybrides ADN-ARN résultants de la transcription. Lorsque persistantes, elles peuvent causer des collisions entre la machinerie transcriptionnelle et celle de réplication, entrainant des fourches de réplication bloquées [199]. Il semblerait que le rôle de BRCA2 dans ce processus passe par la protéine DSS1. Celle-ci interagit avec PCID2 (« PCI Domain-Containing Protein 2 ») et d’autres facteurs constituant le complexe TREX-2 (« transcription and export complex 2 »), qui est localisé au niveau des pores nucléaires et est impliqué dans la biogenèse et l’exportation des ARN messagers [200] (Figure 1.14D).

– BRCA2 jouerait un rôle dans la transactivation. En effet, BRCA2 peut s’associer à l’histone acétyl-transférase P/CAF (« P300/CBP-associated factor ») et stimuler le récepteur androgène (AR), entrainant la transactivation et stimulant l’effet antiprolifératif de l’AR [201]. L’interaction de EMSY sur la partie N-terminale de BRCA2 inhiberait cette action [202]. (Figure 1.14E).

– BRCA2 est impliquée dans la progression en mitose, par une interaction avec P/CAF via sa partie N-terminale [203, 204]. P/CAF acétyle BUBR1, un acteur essentiel dans le point de contrôle d’assemblage du fuseau (SAC, « spindle assembly checkpoint ») mitotique. Ainsi, BRCA2 jouerait le rôle d’une protéine d’échafaudage permettant de rapprocher les protéines P/CAF et BURBR1 pour l’activation du SAC [204] (Figure 1.14 F).

– BRCA2 serait impliquée dans la cytokinèse, bien que ce rôle soit controversé [205-208]. La dérégulation de l’interaction entre les protéines BRCA2 entraine des défauts durant la cytokinèse, comme des défauts de division et une accumulation de cellules binucléées [209]. Le recrutement de BRCA2 au niveau des sillons de division (« midbody ») est régulé par sa phosphorylation sur la

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sérine S193 par PLK1 (« polo -Like Kinase 1 »). Cette modification permet d’interagir avec NMCII (« Non-muscle Myosin IIC »), une protéine motrice qui lie le cytosquelette d’actine et régule la cytokinèse [207] (Figure 1.14G).

Figure 1.14 : Les différents rôles de BRCA2

Sept rôles distincts sont connus pour la protéine BRCA2. Plus de détails sont fournis dans le texte. Illustration par Anthony M. Couturier. Reproduit et modifié de [210] avec la permission de Francis Taylor Online.

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