Les boucles d’ADN au service de la réparation du génome.
(a) Les phénomènes d’extrusion de boucle réalisés par les cohésines se produisent en continu sur le génome. L’apparition d’une cassure double-brin dans l’ADN (DSB) provoque un blocage de ces processus en cours, conduisant à une accumulation des cohésines aux DSB. (b) Les cohésines, bloquées d’un côté par la DSB, assurent un processus d’extrusion de boucle unidirectionnel et ancré à la DSB. La kinase ATM, qui n’est recrutée que localement aux DSB, phosphoryle H2AX pour former gamma-H2AX à mesure que les nucléosomes sont extrudés. (c) Le même processus se produit de chaque côté des DSB, permettant des phénomènes d’extrusion de boucle unidirectionnels et divergents, et donc un établissement bidirectionnel de gamma-H2AX. (d) Ces processus d’extrusion de boucle s’arrêtent lorsque les cohésines rencontrent des éléments frontières forts. Puisque la vitesse d’extrusion de boucle de chromatine mesurée in vitro peut atteindre 0,5-2 kb/sec, ce mécanisme pourrait permettre de phosphoryler H2AX sur un TAD entier (~ 1-2 Mb) en 10-30 min, permettant la mise en place rapide des foyers de réparation.
© Arnould et Legube
Suite à l’apparition d’une cassure double-brin dans l’ADN, la chromatine qui entoure ce dommage est modifiée sur un grand domaine de l’ordre d’un million de paires de bases, constituant ainsi un foyer de réparation qui permet la prise en charge de la cassure. En étudiant l’organisation spatiale de la chromatine par des techniques de Capture de Conformation des Chromosomes, une équipe internationale composée principalement de scientifiques de l'Unité de biologie moléculaire, cellulaire et du développement du Centre de biologie intégrative de Toulouse (MCD/CBI - CNRS, Université Toulouse III -Paul Sabatier) a montré que les domaines génomiques riches en interactions appelés TAD sont des unités fonctionnelles de la réponse aux cassures de l’ADN. Ces travaux, publiés dans la revue Nature, mettent en évidence que le processus d’établissement des TAD par extrusion de boucle joue un rôle majeur dans la formation rapide de ces foyers favorables à la réparation de l’ADN.(...)