La réparation globale du génome

La réparation globale du génome détecte une instabilité locale du double-brin d’ADN causée par la lésion, car celle-ci réduit la force d’interaction entre les bases. La détection de cette lésion est dépendante du complexe protéique Rad4/23/33p (Min et Pavletich, 2007). Ainsi, la protéine Rad4p, possédant l’activité de liaison à l’ADN, se lie au brin d’ADN opposé à la lésion afin de déplacer les bases endommagées vers l’extérieur de l’hélice double-brin (Min et Pavletich, 2007). Suite à l’identification de la lésion par le complexe Rad4/23/33p, la protéine Radl4p est recrutée à la lésion. Ce recrutement permet de confirmer la présence d’une lésion et également d’identifier le brin endommagé (Bankmann et al., 1992). De fait, c’est ce mécanisme d’action qui explique pourquoi la NER est en mesure de détecter, et de réparer, des lésions de nature chimique très différente. L’arrivée de TFIIH permet, grâce à l’activité hélicase des sous-unités Ssl2p et Rad3p, l’ouverture du double-brin d’ADN pour permettre l’accès des endonucléases Radl0/1p et Rad2p au brin endommagé. Ces endonucléases vont effectuer une coupure simple brin en 5' et en 3'. Des études in vitro ont montré que l’endonucléase Radl0/1p est présente en complexe avec Radl4p à l’intérieur de la levure, ce qui permet le recrutement efficace de cette endonucléase aux sites de lésions (Guzder et al., 2006; Mardiros et al., 2011). Suite aux deux incisions, un oligonucléotide, d’environ 25 à 30 nucléotides et contenant la lésion, sera excisé du brin d’ADN. L’intervalle simple brin est ensuite complété par synthèse d’ADN, en utilisant le brin non-endommagé comme matrice (Prakash et Prakash, 2000; Huang et al., 1992). La dernière étape consiste à effectuer la ligation du brin néo-synthétisé. In vitro, la taille minimale du substrat permettant le recrutement de la machinerie NER est approximativement de 100 pb (Huang et Sancar, 1994).

Ainsi, la délétion d’un des gènes codant l’une des protéines décrites précédemment aura pour conséquence une désactivation totale de la NER, les étapes de réparation étant communes aux deux voies de détection de la NER. Par exemple, des souches mutantes pour RAD1, RAD10, RAD14 ou RAD4 auront une NER totalement défectueuse (Guzder et al., 2006; Prakash et Prakash, 2000; Verhage et al., 1996). Néanmoins, chez la levure, l’absence de RAD4 ne conduit pas à l’inactivation totale de la NER. En effet, au niveau du locus des gènes ribosomaux, des travaux ont montré la présence de réparation chez une souche rad4Δ.

Environ 50% des gènes ribosomaux sont réparés, uniquement dans la région codante (Verhage et al., 1996; den Dulk et al., 2005). Toutefois, les travaux de l’équipe du Dr. Brouwer ne séparaient pas les deux populations de gènes de l’ARNr afin de clairement expliquer le phénomène observé. L’hypothèse postulée à ce moment fut qu’il existe soit, 1) un mode de réparation spécifique à l’ADNr ouvert, par rapport à l’ADNr fermé, ou 2) la présence de réparation couplée à la transcription spécifique à l’ARNPI. Par la suite, cette même équipe a identifié une seconde protéine, ayant une forte homologie de séquence avec RAD4, encodé par YDR314C, qu’ils renommèrent RAD34 (Den Dulk et al., 2005). De plus, ils établirent que cette protéine était, elle aussi, présente dans le complexe composé de Rad23p et de Rad33p (tout comme Rad4p est en complexe avec ces 2 protéines). Enfin, ils démontrèrent qu’une double délétion des gènes RAD4 et RAD34 abolissait totalement la NER dans les gènes ribosomaux (Den Dulk et al., 2005). Au sein de notre équipe, nous avons mis en évidence que chez des souches mutantes pour RAD4, seuls les gènes ribosomaux en transcription sont réparés, tandis qu’une souche mutante pour les deux gènes est incapable de réparer le locus ribosomal (Tremblay et al., 2008).

Toutefois, un autre complexe participe à la GG-NER. En effet, des études in vivo ont montré que le complexe Rad7/16-Abf1p a un rôle majeur dans la détection de lésions au niveau génomique (Reed et al., 1999; Verhage et al., 1994; Bang et al., 1992). La sous-unité Radl6p possède deux domaines Swi2/Snf2, ce qui lui confère une activité de remodelage de la chromatine, ainsi qu’une activité ATPase stimulée par la présence de chromatine (Guzder et al., 1998). Abf1p serait quant à elle impliquée au niveau du recrutement du complexe sur l’ADN afin que le complexe soit en mesure de scanner l’ADN et donc de détecter des lésions (Yu et al., 2009). D’après ce groupe de recherche, l’activité du complexe Rad7/16-Abf1p engendre un surenroulement de l’ADN qui permet l’excision de l’oligonucléotide contenant la lésion (Yu et al., 2004). L’activité de ce complexe s’effectuerait donc suite à la détection du dommage et aux incisions 5' et 3' de la NER. Par contre, cette hypothèse n’explique pas le fait que le retrait de l’oligonucléotide peut s’effectuer normalement lors de la TC-NER en absence de Rad7/16-Abflp (Gregory et Sweder, 2001). Malgré l’importance de ce complexe, deux de ces gènes sont placés dans la classe 2 par le Dr Prakash, soit des gènes accessoires à la réaction de la NER (Prakash et Prakash, 200). Cette décision était expliquée du fait que la

réparation pouvait avoir lieu, in vitro, et que la sensibilité des levures aux rayons UV chez des souches rad7Δ et rad16Δ était modérée (Guzder et al., 1997; Reed et al., 1998). Chez de telles souches, la GG-NER est déficiente.

Au niveau des gènes ribosomaux, des travaux, effectués par le groupe du Dr. Brouwer, ont montré que chez des souches mutantes pour de rad7Δ ou rad16Δ, le brin non-transcrit de l’ADNr est réparé. Néanmoins, cette réparation est plus lente : elle n’est que d’environ 35% après une heure chez une souche rad7Δ ou rad16Δ par rapport à un peu plus de 60% chez une souche sauvage. À l’opposé, la réparation du brin transcrit n’est pas significativement affectée au cours de la cinétique de réparation (Verhage et al., 1996). Lors de ces analyses, les deux structures chromatiniennes des gènes ribosomaux, ouverte et fermée, n’ont pas été séparées, limitant les conclusions sur l’effet du complexe Rad7/16-Abflp sur l’ADNr. Ces derniers ont toutefois émis l’hypothèse que l’ADNr ouvert, dépourvu de nucléosomes, serait réparé normalement en absence de ce complexe (Verhage et al., 1996). Toutefois, des résultats du groupe du Dr. Fritz Thoma démontrent que le complexe Rad7/16-Abfl est nécessaire à la réparation de certaines régions non-nucléosomales très courtes (moins de 200 pb), telles que le promoteur et l’extrémité 3' du gène URA3 ainsi que l’origine de réplication ARS1 (Lettieri et al., 2008). Les auteurs supposent que la présence de nucléosomes à proximité des régions analysées permet le recrutement du complexe Rad7/16-Abfl. Par conséquent, le rôle du complexe Rad7/16-Abflp sur les gènes de l’ARNr reste à définir, car les gènes ouverts présentes un patron non-nucléosomal sur une longueur de 6,9 kb.