Investigating the interplay between DNA replication and meiotic recombination

Etude du (des) lien(s) entre la replication de l'ADN et la recombinaison méiotique La réplication de l’ADN est une étape essentielle du cycle cellulaire et les étapes qui la composent sont fortement conservées et régulées. Des erreurs dans la duplication du génome peuvent avoir de graves conséquences sur la proliferation cellulaire et ont été liées à différentes pathologies telles que le cancer. La duplication du génome commence à partir de sites distribués tout au long du génome appelés origines de réplication. Cette duplication est réalisé suivant un programme de réplication précis qui est défini, pour une population de cellules, par la distribution et l’activation de ses origines le long du génome. Toutefois, les cellules au sein d’une même population font preuve d’une certaine plasticité quant à l’utilisation de ces origines. Par exemple, l’ensemble des origines activées varie d’une phase S à une autre ainsi que d’une cellule à une autre. Bien que ces changements du programme de réplication aient été observés durant le développement, la différenciation cellulaire ainsi que dans les cancers, l’importance de ces changements sur les fonctions cellulaires reste peu caractérisée. En utilisant la levure à fission Schizosaccharomyces pombe comme modèle d’étude, notre laboratoire a montré que l’utilisation d’un programme de réplication particulier durant la phase S de méiose avait des conséquences sur la formation de cassures doubles brins de l’ADN. Ces résultats montrent pour la première fois qu’un changement du programme de réplication à l’échelle du génome a des conséquences sur les fonctions cellulaires. Basés sur ces résultats, mes travaux de thèse visent à comprendre le lien existant entre la replication du génome et la recombinaison méiotique, via deux approches. Dans un premier temps, nous avons exploré l’impact de l’organisation chromosomique sur la réplication de l’ADN et la recombinaison méiotique. Pour celanous avons généré des réarrangements chromosomiques qui nous ont permis d’échanger la position de domaines de réplication ayant des efficacités et des timings différents. Nos résultats ont montré que ces réarrangements induisaient des changements de l’efficacité des origines localisées spécifiquement de part et d’autre des extrémités des régions réarrangées, et ce durant les phases S mitotique et méiotique. Alors que l’analyse des cassures doubles brins de l’ADN sur l’ensemble du génome montre également des changements aux extrémités de la region réarrangée, ces changements ne reflètent pas les changements du programme de réplication. Ces résultats inattendus suggèrent que le contrôle des cassures doubles brins de l’ADN durant la méiose est régulé de manière complexe et que le context chromosomique pourrait jouer un rôle dans ce procédé. En parallèle, nous nous sommes intéressés à déterminer quelles étaient les étapes de la réplication de l’ADN importantes pour la formation des cassures doubles brins. Nous nous sommes spécialement concentrés à déterminer si la machinerie de réplication doit passer par un site de cassure avant que celle-ci soit faite ou si l’initiation de la réplication est suffisante pour induire les cassures doubles brins adjacentes. Pour cela nous avons construit et caractérisé un système dans lequel nous pouvons induire une barrière de réplication durant la phase S de méiose. Mes travaux de thèse ouvrent ainsi de nouvelles pistes de recherche pour comprendre le lien entre l’organisation chromosomique, la réplication de l’ADN et la recombinaison méiotique.