Thèse de doctorat en Oncogenèse
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Résumé
La ségrégation d’un matériel génétique intact et le maintien de l’intégrité de la chromatine au travers les divisions cellulaires sont essentiels pour préserver les fonctions et l’identité des générations cellulaires suivantes. Les mécanismes de contrôle et de réparation empêchent la transmission de la chromatine endommagée aux cellules filles. Pourtant, des agents mutagènes endogènes tels que les rayons UV génèrent des dommages persistants sur la chromatine qui peuvent être distribués entre les deux cellules filles au cours de la mitose. La façon dont cette ségrégation est contrôlée est inconnue et la contribution de marques mitotiques de la chromatine dans ce processus est une hypothèse attractive qui mérite d’être explorée. J’ai abordé cette question au cours de ma thèse en examinant les modifications post-traductionnelles d’histones après induction de dommages à l’ADN, en me focalisant sur les phosphorylations mitotiques portées par l’histone H3. En combinant l’induction de dommages localisés avec des rayons UVC et la synchronisation de cellules humaines en mitose précoce, j’ai mis en évidence un défaut précoce et transitoire en phosphorylations mitotiques sur les sérine 10 et 28 de l’histone H3 aux sites de dommages UV. Notre analyse cinétique nous a permis d’identifier deux niveaux de contrôle : une régulation précoce par les enzymes PARP qui bloquent l’apposition de H3S10ph aux sites de dommages, et une régulation à plus long terme par le biais de l’incorporation des histones H3 nouvellement synthétisées. Ces mécanismes moléculaires responsables du défaut en H3S10ph dans la chromatine endommagée pourraient influencer sa ségrégation entre les deux cellules filles. Notre étude révèle donc une connexion inattendue entre le marquage de la chromatine endommagée par un défaut en phosphorylation d’histones et la ségrégation des dommages à l’ADN au cours de la division cellulaire accompagnée, potentiellement, de conséquences sur le destin des cellules filles.
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Titre traduit
Dynamics of histone post-translational modifications in response to DNA damage : impact on DNA damage segregation during cell division
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Résumé
The faithful segregation of intact genetic material and the perpetuation of chromatin states through mitotic cell divisions are pivotal for maintaining cell functions and identities across cell generations. Checkpoint and repair mechanisms prevent the transmission of damaged chromatin to daughter cells. Still, exogenous mutagens such as UV light generate long-lasting damage, which can be segregated during mitosis. How this segregation is controlled is unknown, and the potential contribution of mitotic chromatin marks to such control mechanism is an attractive but still unexplored possibility. In my thesis work, I address this question by examining histone post-translational modifications following UVC damage, focusing on mitotic phosphorylation on histone H3. By employing local UVC irradiation on human cells synchronized in early mitosis, I have uncovered an early and transient defect of H3 mitotic phosphorylations on Serines 10 and 28 at UV damage sites. Our time-resolved analysis of the underlying mechanisms has identified two layers of control: an early PARP-dependent inhibition of mitotic H3 phosphorylation at UV sites and a subsequent delay through the incorporation of newly synthesized H3 histones in UV-damaged chromatin. Interestingly, our findings indicate that the molecular pathways leading to the H3 phosphorylation defect may also skew the segregation of UV-damaged chromatin in the cell progeny. Our study thus reveals an unexpected connection between damaged chromatin marking through alterations in histone phosphorylation and DNA lesion segregation during mitotic cell division, with potential consequences on daughter cell fate.
Source: http://www.theses.fr/2021UNIP7275
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