The relative efficiency of homology-directed repair has distinct effects on proper anaphase chromosome separation

Homology-directed repair (HDR) is essential to limit mutagenesis, chromosomal instability (CIN) and tumorigenesis. We have characterized the consequences of HDR deficiency on anaphase, using markers for incomplete chromosome separation: DAPI-bridges and Ultra-fine bridges (UFBs). We show that multiple HDR factors (Rad51, Brca2 and Brca1) are critical for complete chromosome separation during anaphase, while another chromosome break repair pathway, non-homologous end joining, does not affect chromosome segregation. We then examined the consequences of mild versus severe HDR disruption, using two different dominant-negative alleles of the strand exchange factor, Rad51. We show that mild HDR disruption is viable, but causes incomplete chromosome separation, as detected by DAPI-bridges and UFBs, while severe HDR disruption additionally results in multipolar anaphases and loss of clonogenic survival. We suggest that mild HDR disruption favors the proliferation of cells that are prone to CIN due to defective chromosome separation during anaphase, whereas, severe HDR deficiency leads to multipolar divisions that are prohibitive for cell proliferation

Impact des protéines de la famille Bcl-2 sur la réparation des cassures double-brin de l'ADN

Les systèmes de réparation de l ADN permettent le maintien de l intégrité du génome en assurant un contrôle entre variabilité et stabilité du génome. Le stress génotoxique est un stimulus majeur du déclenchement de l apoptose. Les cassures double brin (CDB) de l ADN notamment sont les plus toxiques pour la cellule. Bcl-2 étant anti-apoptotique, sa surexpression rend les cellules plus résistantes aux stress génotoxiques. Nous avons ici étudié comment des cellules protégées contre l apoptose par Bcl-2 gèrent la présence de cassures dans leur génome. Dans cette thèse, nous montrons que l ancrage de Bcl-2 à la mitochondrie est nécessaire et suffisant pour inhiber la RH. De plus, la surexpression de Bcl-2 inhibe la formation des foci BRCA1. Confirmant l hypothèse que cette diminution des foci BRCA1 est liée à l inhibition de la RH, l ancrage de Bcl-2 à la membrane mitochondriale est également suffisant pour inhiber l induction des foci BRCA1. En revanche, une surexpression de BRCA1 permet de compenser l inhibition de RH par Bcl-2.Une analyse par microscopie montre que Bcl-2 induit une localisation anormale de BRCA1. Nous montrons aussi que Bcl-2 affecte la réparation des CDB par NHEJ (Non-Homologous-End-Joining). Enfin, nous avons confirmé les effets de Bcl-2 sur la réparation des cassures double brins dans des lignées de lymphomes B présentant une surexpression de Bcl-2. Les protéines de la famille Bcl-2 ayant des effets antagonistes sur la régulation de l apoptose, nous avons tenté de déterminer si cet antagonisme entre membre pro et anti-apoptotiques existe également pour la régulation de la RH. L expression de protéines pro-apoptotiques telles que Bax ou Bid inhibe la RH induite par une CDB. Ce travail montre que contrairement à l antagonisme qui existe entre les membres de la famille Bcl-2 pour la régulation de l apoptose, la surexpression de membres aussi bien pro qu anti-apoptotiques de la famille Bcl-2 inhibe la RH.In addition to the canonical anti-apoptotic role of Bcl-2, there is also accumulating evidence showing that it has a negative impact on genome stability. In this thesis, we show that Bcl-2 family members, including the only-BH3 Bid protein, inhibit homologous recombination (HR) independently of their role in apoptosis. We show that while the BH3 domain of Bcl-2 is not required for HR repression, its transmembrane (TM) domain is essential for this process. We further show that recombinant Bcl-2 bearing a specific mitochondrial anchoring TM, but not a reticulum endoplasmic anchoring TM, causes full HR repression. Consistently, only HR-repressing Bcl-2 forms impair the foci formation of BRCA1 protein, a breast tumor suppressor essential for HR. Hence, our data uncover an important molecular end-point of the mitochondrial retrograde response that affects the maintenance of nuclear genome stability.ORSAY-PARIS 11-BU Sciences (914712101) / SudocSudocFranceF

AKT1 inhibits homologous recombination by inducing cytoplasmic retention of BRCA1 and RAD51

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