Impact des complexes de clivage top1 bloqués sur la stabilité du génome au cours du cycle cellulaire // impact of blocked top1 cleavage complexes on genome stability during the cell cycle

Topic description

L'intégrité de l'information génétique stockée dans l'ADN est constamment mise en danger par divers types de lésions de l'ADN. L'ADN
topoisomérase I (Top1) a été impliquée dans la génération de lésions génomiques délétères associées à des complexes de clivage
irréversibles (Top1ccs), dans lesquels l'enzyme reste liée de manière covalente à une extrémité d'une cassure simple-brin de l'ADN. Il a
été démontré récemment que ces lésions se produisent naturellement à des fréquences plus élevées qu'on ne le pensait, entraînant une
augmentation de la mutagenèse et des réarrangements chromosomiques. Par conséquent, les Top1ccs bloqués ont un impact important
sur la stabilité du génome et pourraient déclencher diverses maladies génétiques. Malgré d'intenses recherches, notre compréhension de
l'impact des Top1ccs bloqués pendant le cycle cellulaire est encore limitée. D'une part, il a été démontré que les Top1ccs affectent la
transcription des gènes dans les cellules en phase G0/G1 du cycle cellulaire. D'autre part, la majorité des lésions de l'ADN induites par
les Top1ccs, les cassures double-brin de l'ADN (CDBs), se produisent pendant la réplication de l'ADN en phase S. Les CDBs proviennent
très probablement de conflits entre les machineries de transcription et de réplication, mais cela n'a jamais été formellement démontré et
comment les CDBs sont produites n'est toujours pas clair. Dans ce projet, nous visons à caractériser les conséquences du blocage de
Top1ccs sur la transcription et la réplication en combinant des approches complémentaires basées sur des approches à l'échelle du
génome utilisant le séquençage de nouvelle génération mais aussi à un site spécifique dans des cellules uniques utilisant la microscopie
à fluorescence. Nous utiliserons le modèle cellulaire de la levure Saccharomyces cerevisiae, dont la puissante génétique et biologie
moléculaire permettront d'atteindre les objectifs du projet au cours d'une formation doctorale de 3 ans.
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The integrity of the genetic information stored in DNA is constantly challenged by various types of DNA lesions. DNA topoisomerase I
(Top1) has been involved in generating deleterious genomic lesions associated with irreversible topoisomerase cleavage complexes
(Top1ccs), in which the enzyme remains covalently bound to one end of a single-strand DNA break. It has been shown recently that these
lesions occur naturally at higher frequencies than previously thought, leading to increased mutagenesis and chromosomal
rearrangements. Hence, blocked Top1ccs greatly impact genome stability and could trigger various genetic diseases. Despite intense
research on the topic, our understanding on the impact of blocked Top1ccs during the cell cycle is still limited. On one hand, Top1ccs
have been shown to affect gene transcription in cells in G0/G1 phase of the cell cycle. On the other hand, the majority of the DNA lesions
induced by Top1ccs, DNA double-strand breaks (DSBs), occurs during DNA replication in S phase. DSBs most likely originate from the
conflicts between the transcription and the replication machineries but it has never been formally demonstrated and how DSBs are
produced is still unclear. In this project, we aim to characterize the consequences of blocked Top1ccs on transcription and replication by
combining complementary genome-wide approaches using next-generation sequencing and a site-specific approach using fluorescence
microscopy. We will use the yeast cellular model Saccharomyces cerevisiae, whose powerful genetics and molecular biology are suitable
to achieve the project's objectives during a 3 years Ph.D. training.
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Début de la thèse : 01/10/

Funding category

Public funding alone (i.e. government, region, European, international organization research grant)

Funding further details

Concours pour un contrat doctoral