Smc5/6, Microtubules, Péri-centromères, Cassures double-brin, Dynamique de la chromatine

Le repliement des chromosomes est apparu récemment comme un facteur essentiel au maintien de l'intégrité du génome. Dans la levure, les chromosomes suivent une configuration Rabl qui joue un rôle important dans l'intégrité du génome en cas de dommages à l'ADN. La manière dont le repliement dynamique des chromosomes est contrôlé et son rôle dans la réparation des cassures double-brin (CDB) sont toutefois mal compris. Parmi les facteurs de régulation du repliement des chromosomes, la famille conservée des protéines SMC, qui comprend les cohésines, les condensines et Smc5/6, joue un rôle essentiel. Le complexe Smc5/6 de levure est enrichi au péri-centromères, recruté lors de CDBs, interagit avec les microtubules et forme des boucles d'ADN par extrusion. Dans cette étude, nous interrogeons le rôle du complexe Smc5/6 et de son interaction avec les microtubules en créant un mutant du complexe Smc5/6, dans lequel deux lysines (K624 et K631) de la protéine Smc5 sont remplacées par l'acide glutamique. Nous montrons que ces mutations réduisent la liaison avec les microtubules in vitro. Pour définir les effets du mutant smc5-2KE sur la chromatine, nous avons suivi in vivo la dynamique de plusieurs positions chromosomiques à haute résolution temporelle. Nos résultats montrent qu'en absence de dommages à l'ADN, la mutation smc5-2KE augmente la mobilité de la chromatine le long du chromosome. Dans les régions éloignées du centromère, la dépolymérisation des microtubules ou la perturbation du kinétochore mime les effets du mutant smc5-2KE. Dans la région péricentromérique, la mutation smc5-2KE provoque l'augmentation de la dynamique de chromatine à la fois par la libération des microtubules et par des changements structuraux de la chromatine, comme le confirme une modélisation de polymères. Nous avons étudié le rôle du mutant smc5-2KE dans la réparation des lésions de l'ADN en induisant une CDB à une position proche ou éloignée du centromère. Nous avons constaté que la réparation par recombinaison homologue de la CDB est significativement réduite chez le mutant smc5-2KE uniquement en position péricentromérique. Enfin, le mutant smc5-2KE a un impact sur le fuseau mitotique, le regroupement des centromères et la cytokinèse. Dans l'ensemble, nos résultats montrent un effet spécifique de l'association des microtubules avec Smc5/6 pour le repliement fonctionnel de la chromatine péricentromérique pour assurer la stabilité génomique.