Résumé
La transmission de l’information génétique au cours des divisions cellulaires dépend de la duplication de l’intégralité du génome suivant un processus appelé réplication de l’ADN. La réplication démarre au niveau de multiples origines (ORIs) réparties sur l’ensemble du génome, qui s’activent séquentiellement au cours de la phase S suivant un programme de réplication bien défini. Cette activation consiste en l’assemblage puis la progression de complexes protéiques appelés réplisomes au niveau des fourches de réplication. La progression des fourches de réplication est impactée par divers facteurs, suivant un processus communément appelé stress réplicatif. Les fourches de réplication bloquées sont des structures fragiles et la protection de leur intégrité est essentielle pour éviter la cassure de la molécule d’ADN et l’apparition d’instabilité génomique. La cellule contrôle le stress réplicatif par l’activation d’une voie de signalisation communément appelé le checkpoint de réplication, qui coordonne la réplication avec la réparation de l’ADN et la progression dans le cycle cellulaire. Le checkpoint de réplication signale les fourches de réplication bloquées en partant de l’activation de la kinase Mec1ATR pour aboutir à l’activation de la protéine effectrice principale du checkpoint : la kinase Rad53CHK1. Une fois activée, Rad53CHK1 inhibe les origines de réplication normalement activées en fin de phase S (origines tardives) afin de limiter le stress réplicatif au niveau des fourches déjà activées. Rad53CHK1 permet aussi l’arrêt du cycle cellulaire et le maintien de l’intégrité des fourches bloquées. Enfin, Rad53CHK1 active la transcription de gènes nécessaires à la réparation des dommages de l’ADN ainsi que ceux nécessaires à la production des dNTPs. Plusieurs études menées chez S. cerevisiae et dans les modèles de mammifères indiquent que le checkpoint de réplication est actif au cours d’une phase S normale et suggèrent donc la présence d’un stress réplicatif endogène. Néanmoins aucune de ces études ne décrivent la source de ce stress réplicatif. Le but de mon projet de thèse a été de caractériser ce stress réplicatif endogène et d’identifier son(ses) origine(s). Nos résultats montrent que le checkpoint de réplication est activé transitoirement en début de phase S, à proximité des origines de réplication les plus précoces. Etant donné que cette activation a lieu en l’absence de stress exogène, elle confirme la présence d’un stress réplicatif endogène. Cette activation du checkpoint de réplication lors d’une phase S normale répond à l’épuisement des dNTPs cellulaires initialement présents en phase G1. Une fois activé, le checkpoint permet d’induire la synthèse de dNTPs nécessaire à la réplication complète du génome. Mais aussi de réguler le programme de réplication et permet le maintien de l’intégrité des fourches de réplication.L’ensemble de mes résultats montrent qu’au début d’une phase S normale, le checkpoint de réplication est activé de manière transitoire à proximité des origines précoces de réplication. Nous avons identifié l’épuisement du stock de dNTPs comme une des causes endogènes de l’activation du checkpoint. Ce dernier répond à un arrêt transitoire des fourches de réplication et permet d’induire la synthèse de nouveaux dNTPs, de réguler le programme de réplication et d’assurer la stabilité des fourches pendant l’arrêt. Ce travail met en évidence pour la première fois un rôle du checkpoint de phase S en absence de stress exogène, ce qui représente une avancée majeure dans le domaine.