Résumé :

L’instabilité génomique est une caractéristique des cellules cancéreuses. Des stress endommagent régulièrement le génome, et les cassures double brin (CDB), lésions les plus dangereuses, peuvent générer des réarrangements chromosomiques et de la mutagenèse aux jonctions. Deux voies majeures de réparation des CDB garantissent la stabilité du génome : la jonction d’extrémités non homologues (NHEJ), reliant sommairement les extrémités d’ADN, et la recombinaison homologue (RH), utilisant une longue séquence homologue comme matrice de réparation. D'autres mécanismes de secours existent, tels que le Single Strand Annealing (SSA) ou l’Alternative End Joining (A-EJ). Moins efficaces, ces mécanismes doivent néanmoins être étudiés car ils induisent une mutagenèse et compromettent l’intégrité du génome.

Au laboratoire, nous analysons la réparation des CDB dans des cellules humaines à l’aide de rapporteurs intrachromosomiques, en induisant des CDB grâce à la méganucléase I-SceI, et avons identifié que certains produits de réparation qui rejoignent des CDB originellement éloignées, contiennent des insertions de grandes séquences chromosomiques ectopiques (ECS). Les ECS présentent des microhomologies avec les séquences hôtes (quelques nucléotides). Nous avons proposé que les insertions d’ECS se produisent via l’invasion d’une matrice ectopique initiée par des microhomologies et suivie d’une synthèse d’ADN. Nous avons nommé ce processus Microhomology-Mediated Template Switch (MMTS). Bien que rares (2-3% des réarrangements), ces événements présentent un impact majeur sur la stabilité génomique. Nous avons observé une fréquence comparable d’ECS dans les génomes de cancers du sein triple négatif et de façon inattendue cette fréquence est réduite dans les tumeurs déficientes en RH. Ce résultat est surprenant, car aucune homologie n’existe entre les ECS insérées et les séquences hôtes, seulement des microhomologies. Nous avons vérifié l’implication de facteurs essentiels de la RH, RAD51, BRCA1 et BRCA2, à l’aide de nos rapporteurs intrachromosomiques, et confirmé leur rôle dans les insertions médiées par microhomologies d’ECS. Cette dualité des protéines de la RH révèle un paradoxe : RH et MMTS mobilisent les mêmes facteurs mais conduisent soit à la stabilité, soit à l’instabilité du génome.

Mon objectif a été d’identifier les facteurs qui régulent la fonction des protéines de la RH, soit vers leur rôle canonique, soit vers l’utilisation des microhomologies dans le MMTS. Mes travaux montrent que, parmi plusieurs facteurs investigués, le cycle cellulaire est un régulateur majeur : RAD51 catalyse la RH en G2/S mais est impliqué dans le MMTS en G1/S.