Analele Ştiinţifice ale Universităţii „Alexandru Ioan Cuza”, Secţiunea Genetică şi Biologie Moleculară, TOM VIII, 2007 LE RÔLE DES PROTÉINES BRCA1 ET BRCA2 DANS LA RÉPARATION DES ALTÉRATIONS MOLÉCULAIRES DE L’ADN LUCIAN NEGURĂ 1* , ANCA-MIHAELA HUMĂ 1 , VLAD ARTENIE 1 , EUGEN CARASEVICI 2 Mots-clef : BRCA1, BRCA2, lésions double brin (DSB), recombinaison homologue (HR), réparation ADN. Résumé : Les gènes BRCA1 et BRCA2 sont des suppresseurs tumoraux dont les phénotypes mutants prédisposent au cancer mammaire et ovarien. Ce sont des gènes nouveaux et peu d’informations concernant leurs fonctions ont été apportées par leur séquence. Cependant, de nombreuses études sur les protéines BRCA et leurs partenaires moléculaires ont montré l’implication dans une multitude de processus cellulaires fondamentaux, incluant la réponse cellulaire aux altérations de l’ADN. Nous présentons quelques unes des plus récentes connaissances dans ce domaine. INTRODUCTION Révéler les fonctions normales de BRCA1 et de BRCA2 est depuis plus de dix ans un problème fascinant pour les scientifiques. Par contraste avec la compréhension génétique très claire des gènes codant pour BRCA1 et BRCA2, les fonctions cellulaires normales de ces deux protéines se sont avérées difficiles à définir. Les recherches concernant les fonctions protéiques ont mis en évidence des interactions entre les protéines BRCA et un grand nombre d’autres protéines régulatrices. Jusqu’à l’heure actuelle, un nombre limité de fonctions cellulaires est clairement attribuable aux gènes BRCA: 1) On a pu constater que BRCA1 et BRCA2 sont nécessaires à un développement prolifératif normal lors de l’embryogenèse précoce, étant régulées en association avec prolifération cellulaire de l’épithélium mammaire durant la puberté, la gestation et la lactation. Ce rôle paraît assez paradoxal, étant donné que dans l’épithélium mammaire et ovarien adulte, la perte de BRCA1 ou de BRCA2 conduit à la tumorogenèse par prolifération cellulaire [Rajan, 1997]. 2) Le domaine N-terminal en doigt RING (RING finger domain) de BRCA1, ainsi que les régions adjacentes, facilitent le transfert de l’ubiquitine vers les protéines cellulaires destinées à la dégradation [Lorick, 1999]. 3) BRCA1 et BRCA2 joue un rôle fondamental BRCA dans la régulation transcriptionnelle de certains gènes impliqués dans la réparation ADN, le cycle cellulaire et l’apoptose. BRCA1 forme un complexe avec la RNA polymérase II [Scully, 1997], alors que BRCA1 et BRCA2 interagissent toutes les deux avec des régulateurs transcriptionnaux [Deng 2000]. 4) Chose la plus importante, les deux protéines maintiennent la stabilité du génome [Welcsh, 2000] à travers leurs implication dans la recombinaison homologue (Homologous Recombination – HR) et dans la réparation des lésions double brin (Double Strand Breaks – DSB) couplée à la transcription [Chen, 1998]. Ce rôle est suggéré en égale mesure par les interactions de BRCA1 et/ou BRCA2 avec d’autres protéines connues comme impliquées dans la réparation de l’ADN, et par la déficience de réparation associée aux défauts des points de contrôle du cycle cellulaire affichée par les cellules mutantes BRCA1 -/- et BRCA2 -/- . Le but de notre travail consiste à essayer une synthèse intégrative des éléments démontrant les rôles de BRCA1 et de BRCA2 dans la réparation de l’ADN, ainsi que de cibler les questions fondamentales qui restent non élucidées à ce sujet. LES CLEFS STRUCTURAUX DES FONCTIONS BIOLOGIQUES Quoique les phénotypes des cancers mammaire et ovarien associés aux mutations de BRCA1 et de BRCA2 sont similaires, les deux gènes ne sont pas sensiblement apparentés par leurs séquences. Étant donné les importantes différences entre les structures primaires, une parallèle génomique entre BRCA1 et BRCA2 s’avère particulièrement frappante : les deux gènes sont très larges, s’étendant sur environ 80 kbases d’ADN génomique ; tous les deux possèdent des exons centraux extrêmement longs codant pour plus de 50% de la protéine ; et tous les deux codent pour de très grosses protéines, formées respectivement de 1863 et de 3418 acides aminés. La comparaison entre les séquences en acides aminés des deux protéines humaines avec leurs équivalentes murines indique une proportion d’identité d’environ 60% ; il faut cependant préciser que la plupart des gènes suppresseurs tumoraux sont beaucoup plus conservés entre les espèces que le sont BRCA1 et BRCA2. 11