Le génome eucaryote est contenu dans le noyau sous forme de chromatine, le nucléosome étant son unité de base. Le nucléosome est composé d'ADN enroulé autour d'un octamère d'histones. La chromatine permet l'empaquetage de l'ADN, mais module également diverses fonctions cellulaires telles que la transcription, la réplication et la réparation de l'ADN. Il existe différents types de dommages à l'ADN, les plus toxiques étant les cassures d'ADN double brins (DNA double-strand breaks, DSBs) qui si elles ne sont pas réparées, peuvent compromettre l'intégrité du génome. Les histones peuvent être l'objet de modifications post-traductionnelles qui sont essentielles pour réguler la chromatine. NuA4 est un complexe acétyltransférase qui a été bien décrit pour son rôle dans la transcription et la réparation de l'ADN. Au fil des années, diverses études ont montré que NuA4 acétyle les histones, cependant, de nouvelles études ont permis de mettre en évidence des cibles non-histones. Des précédentes études du laboratoire ont montrées comment NuA4 est recruté au site de dommages à l'ADN et comment il régule la réparation de l'ADN en acétylant les histones et les protéines de réparation. Dans ce travail, nous disséquons davantage le rôle de NuA4 dans la réparation des dommages à l'ADN. Ainsi, nous avons pu déterminer qu'il peut être recruté aux DSBs par un mécanisme alternatif reposant sur la protéine Lcd1ᴬᵀᴿᴵᴾ, indépendamment de Xrs2. Nous décrivons également deux nouvelles cibles acétylées par NuA4, Nej1 et Yku80, deux facteurs qui sont impliqués dans la réparation par jonctions d'extrémités non-homologue (non-homologous end-joining, NHEJ). De plus, nous avons établis qu'il existe une relation antagoniste entre NuA4 et les facteurs du NHEJ. L'acétylation de certains de ces facteurs favorise la réparation des DSBs par des voies de réparation qui reposent sur la résection des extrémités de la cassure. Cette régulation semble conservée au cours de l'évolution puisque le complexe mammifère TIP60 antagonise 53BP1 (levure Rad9) qui favorise la réparation par NHEJ et ainsi permet de réguler le choix de la voie de réparation. De plus, nous démontrons, que chez la levure, la queue N-terminale de l'histone H2A contient un site SQ qui est phosphorylé par Mec1ᴬᵀᴿ en présence de dommages à l'ADN. Nos données suggèrent que cette marque d'histone est nécessaire pour maintenir la fidélité de la résection de l'extrémité de l'ADN en modulant la liaison de Rad9⁵³ᴮᴾ¹. Nous supposons que cette phosphorylation agit de façon similaire à l'ubiquitination sur H2A chez les mammifères, mettant en évidence que des modifications d'histones différentes chez plusieurs organismes convergent pour effectuer une même fonction. Enfin, nous décrivons le rôle du domaine YEATS de la sous-unité Yaf9 partagée par les complexes SWR1 et NuA4. Nous montrons que ce domaine reconnaît la modification d'histone H3K27ac et est impliqué dans l'échange d'histone Htz1ᴴ²ᴬ·ᶻ. Ainsi cette modification est impliquée dans la régulation de la transcription et de la réparation des dommages à l'ADN. Dans l'ensemble, les résultats présentés dans cette thèse ajoutent des contributions importantes aux connaissances actuelles qui permettront de mieux comprendre le rôle de NuA4 et des modifications d'histones dans la réparation des dommages à l'ADN et dans le maintien de l'intégrité du génome. / The eukaryotic genome is packed in the nucleus in the form of chromatin, with the nucleosome being its basic unit. The nucleosome is composed of DNA wrapped around an octamer of histone proteins. Chromatin not only helps in the packing of DNA but also modulates various cellular functions such as transcription, replication and DNA repair. DNA damage manifests in various forms with DNA double-strand breaks (DSBs) being the most toxic which, if unrepaired, compromises genome integrity. Histones are decorated by various post-translational modifications that are essential for fine-tuning and regulation of chromatin. NuA4 is an acetyltransferase complex which has been well described for its role in transcription and DNA repair. Over the years, various studies have shown that NuA4 acts through acetylation of histones, however, new studies have highlighted non-histone targets. Our previous studies have shown how NuA4 is recruited to the site of DNA damage and how it regulates DNA repair by acetylating histones and repair proteins. Here we further dissect the role of NuA4 in DNA repair and found that it can be recruited to DSBs by an alternative mechanism relying on Lcd1ᴬᵀᴿᴵᴾ, independently of Xrs2. We also describe two new targets of NuA4 acetyltransferase activity, Nej1 and Yku80, both factors involved in repair by non-homologous end-joining (NHEJ). In fact, we observe an antagonistic relationship between NuA4 and NHEJ factors, with acetylation of the latter favouring repair of DSBs by resection-based pathways. This regulation seems evolutionary conserved with the mammalian TIP60complex antagonising pro-NHEJ factor 53BP1 (yeast Rad9) to govern the choice of repair pathway. In line with this, we further show that yeast histone H2A N-terminal tail harbours an SQ-site which is phosphorylated by Mec1ᴬᵀᴿ upon DNA damage. Our data suggests this histone mark is required to maintain the fidelity of DNA end resection by modulating the binding of Rad9⁵³ᴮᴾ¹. We speculate that this phosphorylation acts similarly to ubiquitination of mammalian H2A tail, highlighting different histone modifications across organisms converging to achieve a similar function. Lastly, we describe the role of the YEATS domain found in the Yaf9 subunit shared by SWR1 and NuA4 complexes. We show that this domain recognizes H3K27ac and is involved in histone Htz1ᴴ²ᴬ·ᶻ exchange, thus implicating it in transcription and DNA repair. Al together, the results presented in this thesis make important contributions to better understand the intricate roles played by NuA4 and histone modifications in the repair of DNA to maintain genome integrity.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LAVAL/oai:corpus.ulaval.ca:20.500.11794/69584 |
| Date | 10 February 2024 |
| Creators | Ahmad, Salar |
| Contributors | Côté, Jacques |
| Source Sets | Université Laval |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | thèse de doctorat, COAR1_1::Texte::Thèse::Thèse de doctorat |
| Format | 1 ressource en ligne (xix, 187 pages), application/pdf |
| Rights | http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 |
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