UV : comment la cellule répare les dégâts

Pour la première fois des biologistes et des physiciens ont observé de bout en bout un des processus-clefs de réparation de l’ADN.

Vacances, on oublie tout ! Même parfois de se protéger des rayons UV qui agressent nos cellules. Or, ceux-ci endommagent notre ADN. On estime que l’ADN humain, sans être exposé à un stress particulier, subit plusieurs milliers de lésions par cellule chaque jour ! Si ces agressions sont trop nombreuses pour être toutes réparées, les mutations qui s’en suivent peuvent rendre anarchique la division cellulaire et favoriser l’émergence de cellules cancéreuses. Toutefois, des protéines s’activent en permanence pour réparer ces dégâts laissés par les rayons UV, dont le plus caractéristique est la fusion de deux bases T d’un même brin d’ADN. La réparation de cette lésion vient d’être décortiquée à un niveau inégalé.
Aziz Sancar, lauréat du prix Nobel de chimie 2015, a longuement étudié comment la cellule s’organise pour réparer cette lésion. L’ARN polymérase, une protéine qui se déplace sur la double hélice d’ADN à la manière d’un train sur des rails, s’immobilise à sa rencontre. Alertée par cette interruption, une protéine nommée Mfd déloge l’ARN polymérase de l’ADN et recrute d’autres protéines (UvrA, UvrB et UvrC) pour réparer le dégât. Ces molécules vont se coordonner entre elles et, étape par étape, découper le brin d’ADN contenant le dégât pour qu’il soit ensuite remplacé à partir du brin opposé par un ADN intact.
Comment Mfd parvient-elle à décrocher l’ARN polymérase du brin d’ADN? Quelles conditions doivent être réunies pour que Mfd recrute UvrABC ? Grâce à la technique de pince magnétique,  un dispositif original de nano-manipulation qui permet d’étirer l’ADN et d’observer sa réparation en temps réel, des biologistes et des physiciens de l’Institut Jacques Monod et de l’Ecole Normale Supérieure de Paris ont observé pour la première fois ce processus dans son intégralité. Les chercheurs ont démontré que Mfd se déplace le long de l’ADN pour s’appuyer contre l’ARN polymérase et la déloger de l’ADN endommagé.  Mfd recrute ensuite de façon extrêmement efficace UvrA et UvrB, qui, à leur tour, éjectent Mfd de l’ADN endommagé afin d’y diriger UvrC et son activité de découpage.
Des protéines qui réparent l'ADN par Marie Le Hir/CNRS Images
La manière dont Mfd interagit avec l’ARN polymérase et UvrABC est une découverte très prometteuse pour la lutte contre le cancer. « Le but de nombreuses chimiothérapies est de causer des dégâts supplémentaires dans l’ADN des cellules cancéreuses afin de les tuer. Lorsque ces chimiothérapies échouent,  c'est que les systèmes de réparation de l’ADN continuent d’opérer», explique Terence Strick, le responsable de l’étude. On peut donc envisager de nouvelles pistes pour inhiber, aux moments clés, ces réparations ».
Lucie Rondou
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