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Protéines de structuration et de réparation de l’ADN
DESCRIPTIF DU TRAVAIL DE RECHERCHE
La vie de tout organisme et sa pérennité de génération en génération dépendent de la stabilité de l’information génétique contenue dans la double-hélice de son ADN et de la dynamique « intrinsèque » ou « extrinsèque » de cette même molécule d’ADN. De par sa nature hautement électrophile, la molécule d’ADN peut-être en permanence modifiée par des agents chimiques (alkylation, oxydation, etc.) ou physiques (température, radiations UV et gamma). Dans de nombreux cas, ces modifications de la structure de l’ADN sont associées à des mécanismes de mort cellulaire et de mutagenèse. Ils participent ainsi aux processus de carcinogénèse et de vieillissement. Pour pallier les effets délétères des modifications chimiques de la molécule d’ADN, les organismes vivants ont développé de nombreux mécanismes de réparation de l’ADN qui ont été, dans leurs principes de base, conservés de la bactérie jusqu’à l’Homme. De plus, tous les processus impliqués dans le métabolisme de l’ADN (réplication, transcription, recombinaison et réparation) sont eux-mêmes associés à une dynamique structurale de l’ADN qui fait intervenir un grand nombre de protéines susceptibles de modifier sa structure. On parle ici de protéines de structure de l’ADN ou « ADN chaperones ». Dans ce cadre, l’équipe s’intéresse aux bases moléculaires de la reconnaissance et de l’élimination des bases oxydées de l’ADN par les ADN glycosylases du système de réparation par excision de base. Nous observons également la façon dont la structuration de l’ADN par les ADN chaperones peut moduler l’efficacité de ces systèmes.
→ Réparation de l’ADN
L’objectif principal que nous poursuivons sur ce thème repose sur la compréhension, au niveau moléculaire, de la manière dont les ADN glycosylases telles que Fpg (bactérie) et hOgg1 (Homme) sont capables de détecter, reconnaître et exciser les purines oxydées telles que la 8-oxoguanine (mutagène) et les résidus Fapy (létaux), parmi un excès de bases normales. Nous développons en particulier une approche structurale par cristallographie de complexes enzyme/ADN endommagés. Par cette approche, nous souhaitons concevoir des inhibiteurs sélectifs pour ces enzymes utilisables pour des stratégies anticancéreuses.
→ ADN chaperones
Nous tentons d’appréhender l’implication des ADN chaperones dans la dynamique structurale de l’ADN bactérien et mitochondrial à travers l’étude de l’interaction avec l’ADN (linéaires, circulaires relaxés et surenroulés) des protéines MC1 (archéobactérie), HU (bactérie) et Abf2/Tfam (mitochondrie). Nous observons également le processus selon lequel ces protéines peuvent moduler l’accessibilité des purines oxydées aux ADN glycosylases telles que Fpg et hOgg1.
Coste, F ; Ober, M ; Le Bihan, YV ; Izquierdo, MA ; Hervouet, N ; Carell, T ; Castaing, B Fpg (MutM) recognizes bulky N7-substituted-FapydG lesion using a novel and unproductive binding mode Chem. Biol. (2008) (in press)
Buré, ; Goffinot, S ; Delmas, AF ; Cadène, M ; Culard, F Oxidation-sensitive residues mediate the DNA bending abilities of the architectural MC1 protein J. Mol. Biol. (2007) 376 120-130
De Vuyst, G ; Aci, S ; Genest, D ; Culard, F Atypical recognition of particular DNA sequences by the archaeal chromosomal MC1 protein Biochemistry (2005) 44 10369-10377
Ramstein, J ; Hervouet, N ; Coste, F ; Zelwer, C ; Oberto, J ; Castaing, B Evidence of a thermal unfolding dimeric intermediate for the E. coli histone-like HU protein : thermodynamics and structure J. Mol. Biol. (2003) 331 101-121 Serre, L ; Pereira de Jésus, K ; Boiteux, S ; Zelwer, C ; Castaing, B Crystal structure of the Lactococcus lactis formamidopyrimidine-DNA glycosylase bound to an abasic site analogue-containing DNA Embo J. (2002) 21 2854-2865
ILLUSTRATIONS
Légende
Figure 1 Observation par microscopie électronique de l’interaction de MC1 avec des mini-cercles d’ADN
Figure 2 Pour éliminer la base endommagée, la protéine Fpg extrait celle-ci de la double hélice de l’ADN.
Figure 3 Séquence consensus de fixation à l’ADN de MC1 sélectionnée par la méthode SELEX.
Figure 4 Etude de la protéine HU par microcalorimétrie et dynamique moléculaire.
CASTAING Bertrand Directeur de recherche CNRS , Responsable de l’équipe 
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CULARD Françoise Chargée de recherche CNRS @
NADAN Virginie Technicienne CNRS @
LE BIHAN Yann-Vaï Doctorant @
MASSONNEAU Véronique Assistant-Ingénieur CNRS (CDD) @
