Thèses (M.Sc.)--Université de Sherbrooke (Canada), 2000. / Titre de l'écran-titre (visionné le 20 juin 2006). Publié aussi en version papier.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2009-2010 / Chez les eucaryotes, les protéines de la recombinaison homologue comme RAD51 et RAD52 jouent des rôles dans la maintenance de l'intégrité et la stabilité génomique. La protéine humaine RAD52 est un des membres de la large famille des "single-strand annealing proteins (SSAPs)" et stimule la recombinaison dépendante de RAD51. Chez les procaryotes et les bactériophages, il a été difficile d'établir la présence d'homologue de RAD52 avec des séquences conservées. Récemment, plusieurs protéines soupçonnées d'être des SSAPs ont été trouvées chez de nombreux phages infectant des souches de Lactococcus lactis. Une de ces SSAPs a été nommée Sak et se retrouve dans le bactériophage virulent u136 qui appartient à la famille des Siphoviridae. Dans cette étude, nous démontrons que Sak est homologue à la portion N-terminale de la protéine RAD52 humaine. Sak lie préférentiellement l'ADN simple-brin plutôt que le double-brin et favorise la renaturation de longs ADN complémentaires. Sak interagit avec RecA et stimule les réactions in vitro de recombinaison homologue. Des mutations modulant la liaison à l'ADN de RAD52 affectent Sak de façon similaire. Remarquablement, la reconstruction par microscopie électronique de Sak révèle une structure en anneau de onze sous-unités, similaire à la structure formée par les cristaux du fragment N-terminal de RAD52. Pour la première fois, nous proposons un homologue viral de RAD52 tant au point de vue phylogénétique que de sa séquence en acide aminé, sa structure et sa fonction.

Les extrémités des chromosomes eucaryotes, appelées les télomères, sont composées de protéines et de courtes séquences de nucléotides répétées en tandem. Chez la majorité des organismes, le brin d'ADN se terminant à l'extrémité du chromosome en 3' est un brin contenant plusieurs bases guanine (G-riche), alors que le brin complémentaire est toujours le brin riche en cytosine. Un des rôles importants que jouent les télomères dans la cellule est qu'ils protègent les chromosomes contre la dégradation et les évènements de fusion des extrémités des chromosomes. Dans le but d'identifier des facteurs importants dans le maintien des télomères, nous avons tout d'abord identifié un complexe protéique s'associant aux télomères de la levure Saccharomyces cerevisiae, appelé yKu70 et yKu80. Cet hétérodimère était connu comme étant un joueur important pour la réparation des cassures d'ADN double-brin (db) via un mécanisme de réparation par jonction d'extrémités d'ADN non-homologues (NHEJ). La présence du complexe yKu aux télomères est surprenante du fait qu'il doit jouer un rôle antagoniste aux extrémités des chromosomes (empêcher les fusions télomère-télomère) par rapport aux cassures d'ADN db (permettre la fusion des bouts d'ADN sectionnés). De plus, nous avons démontré que le complexe yKu est important pour protéger la structure normale des télomères. En effet, les télomères des souches mutantes possèdent de longues extensions 3' télomériques. Par ailleurs, il avait été démontré que les télomères de levure acquièrent de longues extensions 3' simple-brin (sb) de plus de 25 bases à la fin de la phase S. Cependant, pour le reste du cycle cellulaire, la structure terminale n'était pas connue. Nous avons démontré dans un deuxième manuscrit que la levure possède des extensions 3' télomériques à l'extérieur de la phase S, soit en phase G 1 du cycle cellulaire. Ces extensions du brin G-riche ont une taille de 12 à 14 bases pour des cellules de type sauvage (Wt). De plus, nous avons démontré que le complexe Mre11/Rad50/Xrs2 est important pour former et/ou maintenir ces extensions. En effet, une délétion de l'un ou l'autre de ces gènes provoque une structure terminale différente par rapport à des cellules Wt. Ces mutants ont de courtes extensions 3' télomériques, la majorité étant moins de 8 bases, suggérant que ce complexe est important mais pas essentiel pour créer une structure terminale normale. En absence de la télomérase, un faible pourcentage des cellules réussissent à survivre après 50-80 générations, préservant alors leurs séquences télomériques par des mécanismes de recombinaison. Deux types de survivants ont été décrits, soit les survivants de type I et de type II. Nous avons démontré que les deux types de survivants possèdent des cercles d'ADN extra-chromosomiques différents : les survivants de type I possèdent majoritairement des cercles d'ADN db contenant une ou deux répétitions de l'élément sous-télomérique Y', alors que les survivants de type II possèdent des cercles d'ADN partiellement sb du brin G-riche. Ces cercles d'ADN extra-chromosomiques pourraient servir de réservoir afin de maintenir les télomères par des mécanismes de recombinaison. Nous avons aussi démontré que des cellules qui maintiennent alternativement leurs télomères peuvent survivre en absence de Cdc13p, une protéine normalement essentielle chez la levure et qui joue un rôle de protection aux télomères. Ces survivants indépendants de Cdc13p possèdent des cercles d'ADN extra-chromosomiques, démontrent des extrémités anormales des chromosomes et semblent avoir un système de surveillance ("checkpoint") aboli. Cependant, la réintroduction de Cdc13p dans ces cellules renverse certains phénotypes, suggérant ainsi que les cellules se sont adaptées à l'absence d'une protection conventionnelle des télomères et que Cdc13p aurait un rôle important à jouer au niveau d'un mécanisme"anti-checkpoint" aux extrémités des chromosomes.

Thèse de doctorat : Biologie Moléculaire : Nancy 1 : 2007. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr.

Thèses (M.Sc.)--Université de Sherbrooke (Canada), 2000. / Titre de l'écran-titre (visionné le 20 juin 2006). Publié aussi en version papier.

Les recherches pour élaborer de nouveaux traitements anticancéreux s'orientent vers des thérapies dites « ciblées » qui utilisent les caractéristiques spécifiques des cellules cancéreuses. Deux exemples de gènes mutés et présents dans de nombreuses cellules cancéreuses pouvant être « ciblés » sont BRCA1 et BRCA2. Leurs mutations causent des déficiences en recombinaison homologue (HR), l'un des principaux mécanismes de réparation des cassures double-brin de l'ADN. Une seule cassure double-brin pouvant engendrer la mort cellulaire, les cellules possèdent un mécanisme alternatif à la HR nommé l'annelage d'extrémité simple-brin (SSA). Notre hypothèse est que l'inhibition de la SSA chez des cellules déficientes en HR permettrait d'engendrer de la létalité synthétique. Dans ce contexte, les équipes des docteurs Fortin et Masson ont récemment identifié l'acide 4,4'-diisothiocyano-2,2'-stilbènedisulfonique (DIDS) comme inhibiteur potentiel de RAD52, une protéine clé et essentielle à la SSA. Par contre, cet inhibiteur comporte déjà des interactions connues avec d'autres protéines pouvant limiter son utilisation clinique. L'objectif de mon projet de recherche était donc d'étudier et de moduler la structure moléculaire du DIDS afin de préparer de nouveaux inhibiteurs de RAD52 ayant un corps moléculaire de type stilbène asymétrique dont l'un des cycles aromatiques porterait un groupement aminoalkylethiourée et dont l'autre cycle aromatique serait substitué par un ou des groupements méthyles, méthoxyles ou chlorés. Cinquante-six nouveaux analogues et dérivés du DIDS ont été conçus, préparés et caractérisés chimiquement. L'évaluation de l'activité antiproliférative des nouveaux composés sur des lignées cellulaires déficientes et non-déficientes en BRCA1 ou en BRCA2 a montré des concentrations inhibitrices médianes (IC₅₀) variant entre le bas nanomolaire et le micromolaire. Plusieurs analogues du DIDS ont des ratios de sélectivités intéressants (> 100) sur les cellules déficientes en BRCA1 comparativement aux cellules non-déficientes. Les nouveaux analogues du DIDS sont des composés prometteurs pour l'élaboration de nouveaux médicaments ciblant les cellules cancéreuses déficientes en HR. / Trend in research for new treatments against cancer are in the field of "targeted" therapy. Those therapies use specific characteristics of cancer cells to kill them directly or indirectly. One indirect target for targeted therapy can be cells deficient in BRCA1 and BRCA2 functions. Mutations in BRCA1 and BRCA2 can be found in many cancers and resulted in homologous recombination (HR) defective, which is DNA double strand-break repair mechanism. Since one double strand-break can cause cell death, there is a back-up mechanism for HR named single-strand annealing (SSA). Our hypothesis was that inhibiting SSA can lead to synthetic lethality in cells with HR deficiency. For this purpose, Drs. Fortin and Masson teams have recently identified 4,4'-diisothiocyano-2,2'stilbenedisulfonic acid (DIDS) as a new RAD52 inhibitor which is a key protein in SSA. However, DIDS has already known to interact with other proteins that may limit its clinical use. The main goal of my research project was to study and modulate DIDS molecular structure to prepare new RAD52 inhibitors. The molecular structure of those inhibitors should have an asymmetric stilbene moiety in which one aromatic ring will be substituted by an aminoalkylthiourea group and the other aromatic ring will be substituted by a methyl, methoxyl or chloro group. Fifty-six new DIDS analogues and derivatives were designed, prepared and chemically characterized. Antiproliferative activity was evaluated on cell lines with and without BRCA1 and BRCA2 deficiency and showed half maximal inhibitory concentrations (IC₅₀) ranging between low nanomolar and micromolar. Moreover, many DIDS analogues and derivatives exhibited interesting selectivity ratio (> 100) on BRCA1 deficient cells comparatively to non-deficient cells. Therefore, DIDS analogues and derivatives are new promising compounds for the treatment of HR-deficient cancer cells.

La protéine Mlh1 eucaryote est un acteur central de la voie de réparation des mésappariements (MMR). Chez la levure, Mlh1 forme un hétérodimère via sa région C-terminale avec les endonucléases Pms1 et Mlh3. La région C-terminale de Mlh1 est également en interactions avec l'exonucléase Exo1 du MMR et deux protéines Ntg2 et Sgs1 qui sont impliquées dans d'autres voies de réparation. Dans un premier temps, nous avons identifié et caractérisé le site d'interaction de Mlh1 avec les protéines Exo1, Ntg2 et Sgs1, qui utilisent un même motif de 5 acides aminés, (R/K)SK(Y/F)F appelé motif MIP pour Mlh1 Interacting Protein. Nous avons montré que ces 3 protéines interagissent en un même site, appelé site S2. Nous avons identifié 10 positions de Mlh1 impliquées dans le site S2 et caractérisé par microcalorimétrie, une affinité micromolaire entre des peptides contenant le motif MIP et la région C-terminale de Mlh1. Nous avons montré que les protéines EXO1 et BLM humaines qui possèdent également un motif MIP, interagissent spécifiquement avec MLH1 humain par ce motif. Dans un second temps, nous avons résolu la structure cristallographique à 2.6Å de la région C-terminale de l'hétérodimère Mlh1*Pms1. Le site d'hétérodimèrisation présente une surface d'interaction supérieure à celle observée dans les homodimères de MutL bactériens. La structure résolue confirme le rôle des 10 acides aminés de Mlh1 identifiés lors de la caractérisation du site S2. La structure du site endonucléase de Pms1 révèle la présence de deux atomes de zinc chelatés par 5 acides aminés de Pms1 et le dernier acide aminé de la protéine Mlh1, la cystéine C769. Cette première structure d'une région C-terminale d'un complexe Mlh1*Pms1 eucaryote permet d'analyser la position des nombreux mutants ponctuels de MLH1 humain associés à des cancers du côlon HNPCC.

Thèse de doctorat : Médecine. Virologie : Nantes : 2007. / Bibliogr.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Microbiologie : Toulouse 3 : 2006. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. p. 315-345.

Thèse de doctorat : Sciences du vivant. Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie : Strasbourg 1 : 2008. / Titre provenant de l'écran-titre. Notes bibliogr.