Recombinaison, réplication et stabilité des génomes

Sarah lambert

Sarah Lambert Chef d'équipe Tél :

La transmission du patrimoine génétique nécessite une duplication fidèle des chromosomes et leurs ségrégations égales à la descendance. La perturbation de la dynamique de réplication, connue sous le nom de stress de réplication, a émergée comme une source majeure d’instabilité génétique dès les stades précoces du développement tumoral.

Les causes du stress de réplication sont nombreuses et variées mais leur conséquence ultime peut altérer la progression des fourches de réplication et compromettre la ségrégation correcte des chromosomes en mitose. L’objectif principal de notre recherche est de déchiffrer les transactions moléculaires survenant sur les fourches bloquées et de comprendre comment ces mécanismes provoquent une instabilité génétique accrue. Notre équipe est intéressée par les mécanismes de la recombinaison homologue, une voie de réparation de l’ADN, conservée au cours de l’évolution et qui contribuent à prévenir le développement tumoral chez l’homme. Les réponses à ces questions sont importantes dans le cadre de la recherche fondamentale en cancérologie afin de comprendre comment une instabilité génétique est générée en réponse à des stress de réplication et contribue au développement tumoral et aux maladies du désordre génomique.

 

(A) une barrière naturelle de réplication est exploitée chez la levure S. pombe pour induire un stress de réplication sur un locus ciblé. La protéine Rtf1, dont l’expression est contrôlée, fixe une séquence spécifique (en bleu) pour induire un blocage de fourche. L’arrêt de la réplication et son redémarrage sont analysés par des techniques de biologie moléculaire (B) et cellulaire (C).
(A) une barrière naturelle de réplication est exploitée chez la levure S. pombe pour induire un stress de réplication sur un locus ciblé. La protéine Rtf1, dont l’expression est contrôlée, fixe une séquence spécifique (en bleu) pour induire un blocage de fourche. L’arrêt de la réplication et son redémarrage sont analysés par des techniques de biologie moléculaire (B) et cellulaire (C).

 

Figure 2: Modèle d’induction d’instabilité génétique par des stress de réplication.
Figure 2: Modèle d’induction d’instabilité génétique par des stress de réplication.

Pour élucider les causes et les conséquences du stress de réplication, nous tirons parti de la puissance génétique de la levure Schizossacharomyces pombe, qui nous permet de créer des stress de réplication endogènes à des loci ciblés (Fig 1). Notre équipe a identifié la recombinaison homologue comme un mécanisme efficace de réactivation de fourches de réplication, mais cela survient aux prix d’une instabilité génétique accrue, comme des réarrangements chromosomiques (translocations, duplications, délétions). Le redémarrage de la réplication par la recombinaison conduit à la progression d’une fourche de réplication infidèle, micro-homologie (Fig 2). Enfin, notre équipe a identifié que les mécanismes de surveillance du génome contrôlent les erreurs génétiques commises au cours de la réactivation des fourches par la recombinaison homologue.

En combinant des essais génétiques, l’imagerie cellulaire et la biologie moléculaire, notre équipe se concentre sur la compréhension des fonctions réplicatives de la recombinaison, de la réactivation des fourches à leurs protections. Etant donné que les transactions moléculaires sur les fourches bloquées surviennent dans un contexte chromatinien, notre équipe cherche aussi à comprendre les liens existants entre les voies d’assemblage de la chromatine et la recombinaison homologue. Nous avons mis en évidence un nouveau rôle pour le facteur CAF-1 dans le contrôle de la fidélité du redémarrage de fourches par la recombinaison homologue.

Publications clés

Année de publication : 2017

Anissia Ait Saada, Ana Teixeira-Silva, Ismail Iraqui, Audrey Costes, Julien Hardy, Giulia Paoletti, Karine Fréon, Sarah A E Lambert (2017 May 4)

Unprotected Replication Forks Are Converted into Mitotic Sister Chromatid Bridges.

Molecular cell : 398-410.e4 : DOI : 10.1016/j.molcel.2017.04.002

Année de publication : 2016

Simon Gemble, Géraldine Buhagiar-Labarchède, Rosine Onclercq-Delic, Denis Biard, Sarah Lambert, Mounira Amor-Guéret (2016 Aug 15)

A balanced pyrimidine pool is required for optimal Chk1 activation to prevent ultrafine anaphase bridge formation.

Journal of cell science : 3167-77 : DOI : 10.1242/jcs.187781

Année de publication : 2015

Simon Gemble, Akshay Ahuja, Géraldine Buhagiar-Labarchède, Rosine Onclercq-Delic, Julien Dairou, Denis S F Biard, Sarah Lambert, Massimo Lopes, Mounira Amor-Guéret (2015 Jul 16)

Pyrimidine Pool Disequilibrium Induced by a Cytidine Deaminase Deficiency Inhibits PARP-1 Activity, Leading to the Under Replication of DNA.

PLoS genetics : e1005384 : DOI : 10.1371/journal.pgen.1005384

Année de publication : 2014

Violena Pietrobon, Karine Fréon, Julien Hardy, Audrey Costes, Ismail Iraqui, Françoise Ochsenbein, Sarah A E Lambert (2014 Oct 14)

The chromatin assembly factor 1 promotes Rad51-dependent template switches at replication forks by counteracting D-loop disassembly by the RecQ-type helicase Rqh1.

PLoS biology : e1001968 : DOI : 10.1371/journal.pbio.1001968
Ellen Tsang, Izumi Miyabe, Ismail Iraqui, Jiping Zheng, Sarah A E Lambert, Antony M Carr (2014 Jul 1)

The extent of error-prone replication restart by homologous recombination is controlled by Exo1 and checkpoint proteins.

Journal of cell science : 2983-94 : DOI : 10.1242/jcs.152678
Indiana Magdalou, Bernard S Lopez, Philippe Pasero, Sarah A E Lambert (2014 Jun 1)

The causes of replication stress and their consequences on genome stability and cell fate.

Seminars in cell & developmental biology : 154-64 : DOI : 10.1016/j.semcdb.2014.04.035
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