Coordination entre les microtubules et le complexe Smc5-Smc6 dans le maintien de l'intégrité génomique

Abstract

Il existe une coordination précise entre les mécanismes de réparation de l’ADN et de ségrégation des chromosomes pour maintenir l’intégrité génomique. D’un côté, les membres de la famille SMC (Structural Maintenance of Chromosome) sont impliqués dans la réparation et la réorganisation de l’ADN. De l’autre côté, les microtubules font partis d’une machine moléculaire complexe, appelée le fuseau mitotique, et sont responsables de la séparation des chromosomes en mitose. Précédemment, une étude effectuée dans notre laboratoire a montré un lien fonctionnel étroit entre le complexe Smc5-Smc6, la réponse aux dommages à l’ADN et les microtubules. Le but de cette thèse est d’approfondir les connaissances sur ce lien fonctionnel. La première étude présentée vise à identifier de nouvelles fonctions du complexe Smc5-Smc6 en lien avec son association aux microtubules. Nous avons performé un crible génétique chez la levure Saccharomyces cerevisiae avec un mutant unique de SMC5. Les résultats de ce crible suggèrent que le complexe Smc5-Smc6 performe un large éventail de fonctions, notamment en lien avec la réparation et la réplication de l’ADN. De plus, nous avons identifié un rôle pour le complexe Smc5-Smc6 dans la promotion des fonctions du kinétochore et de l’intégrité de l’ADN centromérique. La deuxième étude de cette thèse s’intéresse principalement au rôle des microtubules dans la réponse aux dommages à l’ADN. Pour ce faire, nous avons identifié des mutants des microtubules montrant une forte sensibilité à différents stress génotoxiques, notamment au stress réplicatif. Cette sensibilité est causée par un défaut de progression du cycle cellulaire en mitose chez les mutants des microtubules ayant subi un stress réplicatif. Ces résultats suggèrent donc que les microtubules participent activement à la réponse cellulaire au stress réplicatif. Dans l’ensemble, ces résultats mettent en évidence une connexion complexe entre les microtubules et les effecteurs de la réponse aux dommages à l’ADN. Cette thèse permet une meilleure compréhension des fonctions du complexe Smc5-Smc6 et des microtubules.

There is a tight coordination between the mechanisms of DNA repair and DNA segregation to maintain genomic integrity. On one side, members of the SMC (Structural Maintenance of Chromosome) family are involved in the reparation and reorganization of DNA. On the other side, microtubules are part of a macromolecular machine, called the mitotic spindle, and are responsible for chromosome segregation in mitosis. Recently, a study performed in our laboratory revealed a tight functional link between the Smc5-Smc6 complex, the DNA damage response and microtubules. The objective of this thesis is to deepen our knowledge on this functional link. First, we were interested to identify novel cellular functions for the Smc5-Smc6 complex with regard to its association with microtubules. To achieve this, we performed a genome-wide genetic screen in the yeast S. cerevisiae using a unique mutant of SMC5. Results from the screen suggest that the Smc5-Smc6 complex perform multiple functions in the cells, especially in the processes of DNA repair and replication. Moreover, we also identify a role for the Smc5-Smc6 complex in promoting kinetochore functions and centromeric DNA integrity. The second part of this thesis focuses on the role of microtubules in the cellular response to DNA damage. We identified microtubules mutants exhibiting a strong sensitivity to different genotoxic agents, especially to DNA replication stress. The apparent cause of this sensitivity is linked to defects in cell cycle progression during mitosis after exposure to DNA replication stress in S phase. These results suggest that microtubule are active participants in the cellular response to DNA replication stress. Taken together, these results highlight the complex connection between microtubules and components of the DNA damage response. This thesis provides a deeper understanding on the functions of both the Smc5-Smc6 complex and microtubules.