Projet : Comment s'effectue le contrôle de la transcription durant la réplication de l'ADN ?

Transcription et réplication se déroulent sur la même matrice ADN et la transcription représente une source endogène d'obstacles pour la machinerie de réplication. Cependant les mécanismes par lesquels le processus de transcription perturbent la réplication de l'ADN restent peu compris et plusieurs scénarios non exclusifs sont envisagés comme cause du blocage des ADN polymérases :

1. la machinerie de transcription elle-même,

2. les contraintes topologiques associées à l'ouverture de la double hélice d'ADN

3. l'accumulation d'hybrides ARN:ADN. 

Bien que la transcription soit une cause d’instabilité génétique importante en condition de stress réplicatif exogène ou dans des contextes mutants spécifiques, elle ne semble pas interférer de manière forte sur la réplication en condition physiologique. Ceci suggère qu'il existe des mécanismes assurant une coordination entre les deux processus qui limitent les effets délétères de la transcription sur la réplication.

Mon projet vise à caractériser les mécanismes par lesquels les cellules coordonnent ces deux processus, et notamment l'implication du checkpoint de phase S dans la résolution des conflits transcription-réplication. En effet, nous avons récemment découvert que la kinase Mec1^ATR éteint la transcription de manière transitoire en phase S en entraînant la dégradation de l'ARN polymérase II (Poli et al., Genes Dev, 2016 ; Hurst et al., EMBO J, 2021 ; Kemiha et al., DNA repair, 2021). Nous souhaitons tout d’abord identifier et caractériser les cibles et les mécanismes par lesquels les kinases du checkpoint de phase S contribuent à la coordination entre transcription et réplication. Un deuxième axe du projet vise à étudier comment le processus de transcription bloque les fourches de réplication. Enfin, nous testerons si l’organisation des chromosomes au sein du noyau participe à limiter les interférences entre les processus de transcription et de réplication. Nos travaux montrant que les hybrides ARN:ADN bloquent le redémarrage des fourches de réplication viennent d'être publié (Heuzé et al., EMBO J., 2023). 

Pour répondre à ces questions, nous utilisons la force des outils génétiques dans l'organisme modèle Saccharomyces cerevisiae en combinaison avec des techniques de biologie moléculaire avancées (ChIP, transcriptome, peignage moléculaire) et de biologie cellulaire (microscopie à l'échelle de la cellule et/ou molécule unique). Nous testons également la conservation des mécanismes identifiés chez la levure dans les cellules humaines.  

Si ces questions vous intéressent et que vous souhaitez en savoir plus et/ou nous rejoindre, contactez moi ! (jerome.poli[@]igh.cnrs.fr)