Nuclear architecture and DNA repair : double-strand breaks repair at the nuclear periphery

DNA is constantly assaulted by various damaging agents, leading to different types of lesions including double-strand breaks (DSBs). DSBs are the most harmful lesions to the cells and their inaccurate or inefficient repair can trigger genomic instability and tumorigenesis. To cope with DSBs, cells evolved several repair pathways, including non-homologous end joining (NHEJ) and homologous recombination (HR). A fine regulation of the balance between these two pathways is necessary to avoid genomic instability.All of these mechanisms happen in the nucleus, which is highly heterogeneous in mammalian cells. Indeed, it encompasses several compartments and regions of various chromatin compaction levels. My PhD project focused on the influence of nuclear architecture on DNA repair pathway choice. I demonstrated on one hand that the nuclear pore protein Nup153 influences the balance between HR and NHEJ and on the other hand that the position of a DSB influences the choice of the repair pathway that will be used.My results demonstrate that gene positioning is a new important parameter in the study of DNA repair and tumorigenesis.L'ADN peut être endommagé par des facteurs environnementaux ou intrinsèques au fonctionnement des cellules. Ces facteurs induisent différents types de lésions dont les cassures double brins (CDBs). Les CDBs sont particulièrement dangereuses pour les cellules et une réparation inefficace ou non précise de ces cassures peut entraîner des mutations ou des translocations qui peuvent être à l'origine de cancer. Afin d'éviter l'instabilité génétique que peuvent induire les CDBs, les cellules ont développé deux principaux mécanismes de réparation: la ligature d'extrémités non homologues (NHEJ pour non homologous end joining) et la recombinaison homologue (HR pour homologous recombination). L’utilisation de l’un ou de l’autre de ces mécanismes est finement régulée et une dérégulation de cet équilibre induit une importante instabilité génomique.Tous ces mécanismes ont lieu dans le noyau des cellules qui, chez les mammifères est fortement hétérogène, comportant différents compartiments et des régions où la chromatine est plus ou moins compacte. Cette hétérogénéité implique que la réparation de l’ADN doit pouvoir être efficace dans différents contextes nucléaires. Au cours de ma thèse, j’ai étudié l’influence de l’architecture nucléaire sur le choix des mécanismes de réparation des CDBs. J’ai montré d’une part que la protéine appartenant au pore nucléaire Nup153 influence l’équilibre entre HR et NHEJ et d’autre part que la position d’une CDB influe sur le choix du mécanisme de réparation.Mes résultats démontrent que l’organisation des gènes dans le noyau est un nouveau paramètre à prendre en compte dans l’étude des mécanismes de réparation de l’ADN et de tumorigénèse