L’anémie de Fanconi (FA) est une maladie génétique rare qui se caractérise par une insuffisance médullaire, des malformations congénitales et une prédisposition accrue au développement de cancers. Aujourd’hui, 16 protéines sont identifiées pour coopérer ensemble dans la voie métabolique de Fanconi, impliquées principalement dans la réparation de l’ADN. Pour mieux comprendre le rôle des protéines Fanconi dans d’autres mécanismes cellulaires, un criblage en double hybride a été réalisé au laboratoire afin d’identifier plusieurs nouveaux partenaires protéiques d’intérêt. La protéine associée aux microtubules, la stathmine (STMN) a ainsi été identifiée comme un nouveau partenaire potentiel de la protéine Fanconi C (FANCC). L’étude de l’interaction a confirmé un lien direct entre FANCC et STMN et révèle qu’une mutation ponctuelle, ou une délétion de l’exon 1 de FANCC, cause une perte de cette interaction. Afin d’éclaircir la fonction du complexe FANCC-STMN, nous avons étudié la localisation des protéines durant le cycle cellulaire par immunofluorescence. Les résultats ont permis de mettre en évidence une localisation commune de FANCC et STMN dans les centrosomes de cellules en mitose. Une variation de l’état de phosphorylation de STMN dans les centrosomes a été observée dans plusieurs lignées cellulaires de patients. Ainsi, les protéines FANC semblent participer à la régulation de l’état de phosphorylation de STMN durant la progression du cycle cellulaire. Pour finir, les cellules de patients FA présentent de nombreuses malformations mitotiques, tels qu’un nombre important de centrosomes surnuméraire et un fuseau mitotique de petites tailles. Notre étude a permis de montrer que la protéine FANCC participe à la régulation de l’état de phosphorylation de STMN durant la division cellulaire, via une interaction directe. Nos résultats suggèrent également que les protéines FANC semblent participer à la progression du cycle cellulaire, en régulant de manière indirecte l’activité de STMN. Puisque la dérégulation de STMN est connue pour être impliquée dans la cancérogenèse, une augmentation de l’activité de STMN dans les cellules FA semble expliquer la sensibilité des patients à développer différents types de cancer et représente une nouvelle cible prometteuse pour le traitement des cancers chez les patients FA. / The Fanconi Anemia (FA) is a genetic recessive disease characterized by a bone marrow failure, various congenital malformations, and predispose to the development of cancers. Currently, 16 proteins are identified to cooperate together in Fanconi pathway, known mainly to play a role in DNA reparation. For better understanding the involvement of Fanconi proteins in other cellular mechanisms and to identify new partners of interest, a double hybrid screen had been realized at the laboratory. The microtubule-associated protein, the stathmin (STMN), had been identified as a new potential protein partner of the Fanconi protein C (FANCC). Our study has confirmed a direct interaction between FANCC and STMN proteins, and identified that a punctually mutation or exon 1 deletion in FANCC induced a loss of this interaction. In order to clarify the function of the FANCC-STMN complex, we have study the localization of these proteins during the cell cycle by immunofluorescence experiments. These results have unveiled a co-localization of FANCC and STMN proteins in the centrosome of cells in mitosis. A decrease of STMN phosphorylation in the centrosome had been observed in fibroblast cells of FA patients. So, the FANC protein seems to be involved in the regulation of STMN phosphorylation during the cell cycle progression. Finally, the cells from FA patients display many mitotic spindle abnormities, such as an elevated number of supernumerary centrosomes and a decrease of mitotic spindle sizes. Our study demonstrates that the FANCC protein is involved in the regulation of STMN phosphorylation during the cell division. Our results suggest also that the FANC protein seems participate in the cell cycle progression. Knowing that the STMN deregulation is involved in the carcinogenesis, an increase of STMN activity in the FA cells seems explain the sensibility of patients to develop various cancers. The STMN protein represents a possible therapeutic target to cancer treatment of FA patients.

L'anémie de Fanconi (AF) est une pathologie génétique rare (1/350 000 naissances), transmise selon le mode récessif. Son tableau clinique regroupe de nombreuses malformations congénitales, une aplasie médullaire, une pancytopénie et une prédisposition accrue aux cancers. Au plan cellulaire, une mutation sur l'un des treize gènes Fanconi suffit à induire une instabilité chromosomique et une hypersensibilité aux agents pontant l'ADN. La perte de fonction des protéines Fanconi est probablement responsable du défaut d'autorenouvellement des cellules souches hématopoïétiques (CSH) et de l'état pro-apoptotique des progéniteurs médullaires. Les principaux traitements ont une très faible efficacité et induisent de dangereuses complications (toxicité, leucémies). La thérapie génique qui consiste à introduire ex vivo dans les CSH, une copie fonctionnelle du gène Fanconi altéré, apparaît ici comme le traitement alternatif le plus prometteur. Les premiers travaux effectués dans le laboratoire et confirmés pas d'autres, ont montré que la correction génique ex vivo est néfaste pour les CSH Fanconi. Une nouvelle approche thérapeutique a été mise en place, consistant à introduire la copie fonctionnelle du gène altéré directement in vivo, par injection intra-fémorale (IIF). Cette technique novatrice permet de délivrer le gène dans le milieu natif des CSH, leur évitant le stress induit par la culture. Après l'IIF de virions porteurs du gène EGFP (enhanced green fluorescent protein), des analyses sanguines mensuelles montrent une augmentation régulière de la fluorescence, confirmant l'efficacité technique du transfert génique in vivo. L'étape suivante consistait en l'injection du gène correcteur FancC, en fusion avec le marqueur EGFP (FancC-EGFP), dans des souris FancC-/-, FancA-/- et sauvages. L'expression sanguine de la protéine FANCC-EGFP confirme la transduction de cellules médullaires. L'efficacité de correction est évaluée lors de tests de survie des souris aux injections intra-péritonéales d'un agent pontant l'ADN : la mitomycine-C (MMC), sur une période de quinze semaines. Ce traitement vise à évaluer l'effet correcteur de la transduction et la fonctionnalité de la protéine transgénique, seules les cellules corrigées seront en mesure de restaurer l'intégrité de leur ADN et de proliférer. La nature des cellules corrigées a été analysée au cours de transplantations successives. Les résultats démontrent que les CSH FancC-/- recouvrent, après correction in vivo, par le transgène FancC-EGFP, une fonctionnalité semblable à celle des sauvages. Les résultats préliminaires obtenus dans le modèle murin aplasique confirment l'efficacité de la correction génique et sont particulièrement encourageants puisqu'ils permettent d'envisager l'IIF comme une nouvelle approche thérapeutique pour le traitement de l'AF.

L'anémie de Fanconi (FA) est caractérisée par une aplasie médullaire, un risque accru de développer des cancers, ainsi que plusieurs types de malformations congénitales. La voie de NOTCH1 est impliquée dans l'embryogenèse et le maintien des cellules souches hématopoïétiques (HSC), qui sont déréglés chez les patients FA. Puisque les voies signalétiques de l'anémie de Fanconi et de NOTCH1 jouent un rôle essentiel dans l'hématopoïèse et le développement, nous avons étudié les liens qui existent entre les protéines FA et Hairy Enhancer of Split 1 (HES1), un effecteur de la voie de NOTCH1. Nous avons montré une interaction entre l'effecteur HES1 et le complexe FA, nécessaire à l'intégrité de la voie de l'anémie de Fanconi. Nos résultats indiquent également que la protéine HES1, en plus d'être un partenaire du complexe FA, est une cible de son activité E3 ubiquitine ligase. De plus, nous avons montré que le complexe FA est un co-régulateur de l'expression génique des cibles de l'effecteur HES1, en bloquant la formation du complexe de répression transcriptionnelle HESl-TLE/Gro. Finalement, l'étude fonctionnelle de l'interaction du complexe FA avec HES1 nous a permis de comprendre l'inter-relation qui existe entre les voies signalétiques de l'anémie de Fanconi et de NOTCH1, par le biais de l'effecteur HES1.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2009-2010 / L'anémie de Fanconi est une maladie génétique récessive rare se manifestant par des troubles développementaux, sanguins, et une prédisposition à certains cancers. Les cellules de patients montrent une sensibilité élevée aux agents causant des ponts interbrins dans l'ADN, dont la réparation implique l'activation de la recombinaison homologue. La présence de PALB2, mutée dans l'anémie de Fanconi, est nécessaire pour la localisation chromatinienne de BRCA2 et RAD51, en réponse aux dommages à l'ADN. Comme BRCA2, PALB2 est un gène de prédisposition au cancer du sein. Il devient important de mieux comprendre le rôle de PALB2/FANCN dans la recombinaison homologue. Nous avons entrepris la caractérisation de l'activité biochimique de PALB2 en la purifiant, de même qu'un mutant associé au cancer du sein, PALB2Q775X, afin de clarifier son rôle dans la réparation de l'ADN. Les données obtenues suggèrent que PALB2 possède les caractéristiques d'un médiateur de la recombinaison homologue, ce qui en fait une cible privilégiée dans le développement de thérapies anticancéreuses dans le futur.

L'anémie de Fanconi (FA) est une maladie multigénique récessive rare qui atteint les enfants en bas âge. Plusieurs protéines FA forment un complexe nucléaire essentiel à l'activité de la voie de l'anémie de Fanconi au cours des mécanismes de réparation de l'ADN et d'apoptose ainsi qu'au cours du cycle cellulaire et du développement. Les patients FA présentent tous une pancytopénie qui résulte du non renouvellement des cellules souches de la moelle osseuse et sont souvent atteints de malformations congénitales. Malgré les récentes avancées sur la compréhension de la dynamique et de la régulation de la voie Fanconi, la fonction de la plupart des protéines FA demeure toujours inconnue. L'objectif principal du projet de recherche était donc d'identifier d'éventuels partenaires biochimiques de la protéine FANCC par un criblage de banque d'ADNc afin de mieux comprendre la fonction des protéines FA dans les divers mécanismes cellulaires. Deux interacteurs potentiels retenus, soit CtBPl et UNC5A, ont été analysés pour leur capacité à interagir ou colocaliser avec d'autres protéines Fanconi par double hybride dans la levure, par coimmunoprécipitation et par immunofluorescence. Il a été montré que CtBPl interagit avec le complexe Fanconi et que UNC5A interagit avec la protéine FANCC. Aussi, l'activation de la voie Wnt induit une translocation nucléaire et une colocalisation des protéines F ANC A, FANCC et CtBPl. L'interaction directe entre le corépresseur CtBPl et le complexe FA suggère un rôle de la voie Fanconi dans les mécanismes de développement par le biais de la voie de développement Wnt. D'autres analyses sont nécessaires pour postuler sur l'implication de la protéine UNC5A dans l'anémie de Fanconi.

Thesis (Ph. D.)--University of Washington, 1999. / Vita. Includes bibliographical references (leaves 83-112).

Orientador: Carmen Silvia Bertuzzo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-17T14:33:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Amstalden_LucilaGobby_D.pdf: 2331693 bytes, checksum: b9984b5e8cbc2821d446ee5281ae4200 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O câncer de mama (CM) é o tipo de câncer que mais comumente ocorre entre mulheres, com a estimativa de 49.240 novos casos diagnosticados em 2010 no Brasil. O CM apresenta fatores de risco conhecidos como idade, fatores sócio-econômicos, etnia, exposição excessiva a hormônios, radiação, dieta, exercícios físicos, história ginecológica e história familiar. Além dos fatores de risco, o CM apresenta fatores de prognóstico mensurados no momento do diagnóstico e que servem como preditor da sobrevida do paciente. Existem pelo menos 20 subtipos de CM distintos morfologicamente. O complexo formado pelos genes FANCD2 e FANCI tem a função chave de co-localizar o sítio nuclear de reparo para proteínas que diretamente estão relacionadas à recombinação homóloga como BRCA1, juntamente com FANCJ, RAD51, BRCA2/FANCD1 com FANCN. A descoberta de que o gene BRCA2 é, na verdade, FANCD1 atraiu pesquisadores para um novo alvo na corrida para a compreensão da história natural da doença, informação esta que permitirá avaliar a hipótese dos genes de reparo de DNA na susceptibilidade ou refratariedade para carcinogênese. O objetivo do atual estudo foi analisar as principais alterações nos genes FANCD2 e FANCI utilizando PCR e digestão enzimática e, paralelamente, rastreamento dos éxons dos genes por meio do sequenciamento automático. A casuística foi formada por 137 mulheres com CM hereditário. Foram encontradas oito alterações em 33 indivíduos e cinco variantes exônicas não relatadas, novas. Por meio de análise estatística, houve a correlação entre indivíduos mutados e dados clínicos. Esse estudo foi de grande valia para a detecção de alterações que podem funcionar como estopim para o desenvolvimento do câncer em indivíduos com CM com histórico familiar sem mutações em genes de alta suscetibilidade, como também servir para caracterizar um tipo histológico distinto auxiliando na terapêutica futura / Abstract: Breast Cancer (BC) is the cancer type more commonly occurs among women with estimative of 49.240 new cases in 2010. The BC presents risk factors as: age, social-economic factors, ethnicity, hormone exposure, radiation, diet, physical exercises and familiar history. Besides the risk factors BC has prognosis factors measured in diagnostic. There's, at least, 20 subtypes of BC morphologically different. Corcerning molecular epidemiology, the BC is associated to many genes and in mutations in various genes as BRCA1 e 2, p53, PTEN. The FANCD2/FANCI complex have a key function of co-localize motif of DNA repair to proteins that directly act on homologue recombination as BRCA1 with FANCJ, RAD51, BRCA2/FANCD1 with FANCN. The discovery the BRCA2 is, actually, FANCD1 gene has leaded researchers to the new target in knowledge of natural history of disease.The aim of this study was to analyse alterations in FANCD2 and FANCI genes through PCR followed enzimatic restriction. At same time, was performed the screening of the genes exons. The casuistic was constituted from 137 women with hereditary breast cancer. We encountered eight alterations in 25 individuals and 5 exonic variants not reported. This study was very important with the purpose to detect alterations can be responsible by the cancer evolution in BC patients without mutations in high susceptibility genes and to server to characterize a distinct histological types to future therapeutic / Doutorado / Ciencias Biomedicas / Doutor em Ciências Médicas

Les sites fragiles communs (SFCs) sont des régions génomiques particulièrement sensibles au stress réplicatif et sont impliqués dans l’initiation et la progression du cancer. L’Anémie de Fanconi (AF) est une maladie génétique rare qui se caractérise principalement par une aplasie médullaire, des malformations congénitales ainsi qu’une forte prédisposition au cancer chez les patients (leucémies myéloïdes et tumeurs solides de la tête et du coup). L’instabilité génomique a été identifiée comme étant une source majeure de prédisposition des patients AF au cancer et les SFCs sont particulièrement sensibles dans cette maladie. L’AF est causée par la mutation de gènes codant des protéines participant à une voie moléculaire appelée voie FANC qui a été décrite dans la réparation des ponts inter-brins. Malgré l’importance de la voie FANC dans le maintien de la stabilité des SFCs, les mécanismes sous-jacents restent à élucider. Au cours de ma thèse, nous avons identifié un nouveau rôle de FANCD2 dans le maintien des SFCs. En effet, nous montrons que FANCD2 atténue l’expression des gènes présents au sein des SFCs maintenant leur stabilité. De plus, nous montrons que la transcription de ces gènes est nécessaire au recrutement et au rôle de FANCD2 au sein de ces régions. Enfin, nous avons identifié le stress métabolique comme étant un signal induisant l’expression des gènes des SFCs et que FANCD2 module cette réponse. La réduction de ce stress pourrait être une piste thérapeutique intéressante afin de prévenir l’instabilité des SFCs dans l’AF. / Common fragile sites (CFSs) are genomic regions prone to form breaks and gaps on metaphase chromosomes after replicative stress and promote genomic instability in the earliest steps of tumor development. Proteins involved in replication/repair of CFSs are necessary to prevent their instability. Among them is FANCD2, a key protein of the FANC pathway necessary to resolve inter-strand crosslinks and defective in Fanconi Anemia (FA). FA is a rare genomic instability disorder characterized by bone marrow failure, congenital abnormalities and predisposition to acute myeloid leukemia and epithelial cancer. Genomic instability in FA is supposed to predispose patients to cancers. Importantly, CFSs are more unstable in FA and chromosome breaks observed in FA cells occur preferentially at CFSs. During my PhD, we identified a new role of FANCD2 in CFS stability maintenance. We show that FANCD2 attenuates transcription of the large genes present at CFSs, preventing their instability. Moreover, we demonstrate that transcription is necessary for FANCD2 recruitment and function at CFSs. Importantly, we identified the metabolic stress as a signal triggering CFS gene expression and FANCD2 is necessary to modulate this response. Reducing this stress is a promising therapeutic issue to prevent CFS and genomic instability in FA.

L’anémie de Fanconi (FANC) est une maladie génétique humaine causant chez les patients une anémie sévère, une susceptibilité accrue à certains cancers, ainsi que des anomalies du développement dont un hypogonadisme. La voie FANC est impliquée dans la réponse au stress réplicatif et la réparation de l’ADN, et joue un rôle potentiel dans la régulation physiologique des cellules souches fœtales et adultes. Dans les modèles murins de la voie FANC, le phénotype majeur est une infertilité liée à un problème de développement du lignage germinal, qui est un paradigme pour l’étude des mécanismes contribuant à la pathologie. Notre étude a porté sur la caractérisation du défaut des cellules germinales primordiales (CGP) dans les embryons murins fancg-/-. Nous avons mis en évidence un défaut numérique des CGP très tôt dans le développement du lignage germinal dès les stades 9,5-10,5 jours post coïtum (jpc). Les CGP présentent un léger défaut de la prolifération à 10,5-11,5 jpc, mais aucun blocage de cycle. L’atteinte proliférative semble trop faible pour expliquer à elle seule la diminution drastique du nombre de CGP, ainsi que le profil mosaïque des gonades embryonnaires avec la présence de cordons dépourvus de CGP observé à 13,5 jpc. L’étude in vivo et ex vivo du comportement migratoire des CGP fancg-/- a permis de mettre en évidence des anomalies de la motilité des CGP, probablement liée à une activation anormale de la GTPase RAC1. Nous avons observé à 11,5 jpc une diminution du nombre de cellules au niveau du front de migration de la population de CGP. Ces anomalies entraîneraient ainsi un retard de migration et l’incapacité pour une fraction des GCP fancg-/- d’atteindre correctement les crêtes génitales à 11,5 jpc. La déplétion des CGP semble ainsi liée principalement à un défaut migratoire conduisant à une augmentation de la mort des CGP à 11,5 jpc, associé au défaut prolifératif intrinsèque des CPG fancg-/-. / Fanconi Anemia (FANC) is a genetic human disease, causing in patient a severe anemia, a higher risk to develop some cancers, and developmental anomalies including hypogonadism. The FANC pathway is involved in the replicative stress response and DNA repair, and has a potential role in the physiological regulation of fetal and adult stem cells. In mice models of the FANC pathway, the main phenotype is the sterility issue, associated to a developmental defect of the germ cell lineage, and is so a paradigm to study the pathology. Our study aimed to characterize the primordial germ cell (PGC) defect in fancg-/- mouse embryos. We showed a numerical defect of PGC early in the germ cell lineage development, as soon as 9.5–10.5 days post coitum (dpc). PGC show a mild defect of proliferation at 10.5–11.5 dpc, but no cell cycle arrest. This low proliferative defect can neither fully explain the drastic decrease of the PGC number, nor the mosaic profile of fetal gonads displaying cords without PGC at 13.5 dpc. In vitro and ex vivo studies of the migration behavior of fancg-/- PGC highlight abnormalities of the PGC’s motility, probably linked to abberant RAC1 GTPase activity. We also observed at 11.5 dpc a decrease of the cell number at the front of migration of the PGC population in 11.5 dpc fancg-/- embryos. Those motility defects could induce a migration delay, preventing a fraction of the fancg-/- PGC population to reach correctly the genital crests by 11.5 dpc. Hence, PGC depletion seems mainly linked to a migratory defect leading to increased cell death in PGC at 11.5 dpc, associated to an intrinsic proliferation defect of fancg-/- PGC.

L'anémie de Fanconi (AF), causée par les mutations de 22 gènes de l'AF (FANCA-FANCW), est une maladie rare associée à une instabilité du génome. Cette maladie est caractérisée par un large éventail de phénotypes cliniques, notamment des anomalies congénitales, une insuffisance progressive de la moelle osseuse, une susceptibilité au cancer, ainsi qu'une hypersensibilité aux agents causant des pontages inter-brins (ICLs) de l'ADN. Plusieurs modèles de souris ont été produits pour étudier l'AF. Cependant, la manifestation la plus répandue chez les patients AF, soit l'insuffisance médullaire progressive, est à peine retrouvée dans ces modèles. Le formaldéhyde, l'aldéhyde le plus simple, existe dans l'environnement et dans nos corps. En fait, nos corps libèrent une concentration relativement élevée de formaldéhyde. Le formaldéhyde peut entraîner des ICLs et des pontages ADN-protéine (DPCs), qui nuisent à la stabilité du génome. Des modèles de souris ont été créés afin d'identifier si une augmentation du niveau de formaldéhyde contribuait à une insuffisance médullaire ou une leucémie comme chez les patients AF. Les souris portant une double inactivation *Fancd2$^\textup{-/-}$ Aldh2$^\textup{-/-}$* ainsi que *Fancd2$^\textup{-/-}$ Adh5$^\textup{-/-}$*, permettant l'accumulation d'aldéhydes, ont mis en lumière l'importance potentielle des aldéhydes, en particulier le formaldéhyde, sur l'apparition de l'AF. Le principal objectif de mon doctorat est d'étudier le mécanisme de réponse cellulaire aux dommages de l'ADN induits par le formaldéhyde en essayant d'identifier une cible thérapeutique potentielle pour les patients atteints d'AF. Afin d'identifier tous les gènes susceptibles d'être impliqués dans la réponse aux dommages de l'ADN induits par le formaldéhyde, nous avons effectué un criblage CRISPR-Cas9 à l'aide de la librairie TKOv1 qui cible plus de 17000 gènes humains. Nous avons identifié plusieurs gènes appartenant soit à la voie AF, à la voie de réparation par excision des nucléotides (NER) ou à la voie du métabolisme du formaldéhyde, qui sont capable d'enrayer les dommages induits par le formaldéhyde confirmant la validité de notre criblage. Fait intéressant, l'exonucléase 1 (EXO1), une nucléase qui participe à la fois aux processus réplicatifs et post-réplicatifs, s'est avérée une cible majeure. Nous avons donc caractérisé les rôles d'EXO1 dans la réponse aux dommages à l'ADN induits par le formaldéhyde tant au niveau des ICLs que DPCs. Nous avons effectué un deuxième criblage CRISPR-Cas9 en utilisant la librairie TKOv3 qui cible environ 18000 gènes dans les lignées cellulaires déficientes en FANCA. Notre objectif pour le deuxième crible est d'identifier les gènes qui pourraient devenir des cibles de traitement thérapeutique. L'inactivation de ces gènes ou l'inhibition des protéines correspondantes pourraient aider les cellules AF ou les patients AF à mieux survivre une exposition au formaldéhyde. Nous validons et caractérisons actuellement les candidats probables de ce ciblage. En résumé, cette thèse élucide le rôle d'EXO1 dans les dommages induits par le formaldéhyde et identifie des cibles diagnostiques et thérapeutiques potentielles pour les patients AF. / Fanconi anemia (FA), caused by the mutations of 22 FA genes (FANCA-FANCW), is a rare, genome instability associated disease. FA is characterized by a wide range of clinical phenotypes including congenital abnormalities, progressive bone marrow failure, cancer susceptibility and hypersensitivity to DNA inter-strand crosslinks (ICLs). Several mouse models have been produced to study FA. However, progressive bone marrow failure, the most prevalent manifestation in FA patients, is hardly recaptured in FA mouse models. Formaldehyde, the simplest aldehyde, exists in the environment and in our bodies. In fact, our bodies release a relatively high concentration of formaldehyde. Formaldehyde can cause ICLs and DNA-protein crosslinks (DPCs), which impair genome stability. Mouse models have been created in order to identify whether increased formaldehyde levels contribute to bone marrow failure or leukemia as in FA patients. *Fancd2$^\textup{-/-}$ Aldh2$^\textup{-/-}$* as well as *Fancd2$^\textup{-/-}$ Adh5$^\textup{-/-}$* double inactivation mouse models allowing for aldehyde accumulation highlighted the potential importance of aldehydes, in particular formaldehyde, on the development of FA. The main objective of my Ph.D. is to study the mechanism of cellular response to formaldehyde-induced DNA damage to identify a potential therapeutic target for FA patients. To gain insights into deciphering which genes may be involved in responding to formaldehyde-induced DNA damage, we carried out a CRISPR-Cas9 screen using the TKOv1 library that targets more than 17000 genes. Our results were validated by the identification of several genes that belong to the FA pathway, the nucleotide excision repair (NER) pathway, or the formaldehyde metabolism pathway, which have been shown to cope with formaldehyde-induced damages or formaldehyde directly. Interestingly, exonuclease 1 (EXO1), a nuclease that participates in both replicative and post-replicative processes, was found to be a major target. Therefore, we characterized the roles of EXO1 in response to formaldehyde-induced DNA damage in both ICLs and DPCs. We also performed a second CRISPR-Cas9 screen using the TKOv3 library targeting around 18000 genes in FANCA-deficient cell lines. Our aim for the second screen is to identify genes that could become actionable therapeutic targets. The knockout of these genes or the inhibition of corresponding proteins could help FA cells or FA patients survive better under the exposure to formaldehyde. We are currently validating and characterizing the possible candidates. In summary, this thesis elucidates the role of EXO1 in formaldehyde-induced DNA damage and identifies potential diagnostic and therapeutic targets for FA patients.