Impact of low replication stress on the replication program of cancer and non-tumor cells
Conséquences d'un faible stress réplicatif sur le programme de réplication des cellules normales et cancéreuses
Résumé
DNA replication is very well orchestrated in mammalian cells thanks to a tight regulation of the temporal order of replication origin activation, commonly called replication timing (RT). The replication timing of a given replication domain (RD) is very robust and depends on the cell type. Upon low replication stress, replication forks progress slower and it has been shown that some fragile regions are replicated later or even under-replicated. These replication delay leads to DNA damage and genetic instability, a common marker of cancers. Except for these fragile regions, the direct impact of low replication stress on the RT of the whole genome has not been explored yet. The aim of my thesis was to analyse and compare the replication timing of 6 human cell lines from different tissues (healthy or from tumours) in response to mild replication stress. Assessing this question, I have first observed heterogeneous response in between cell lines, some cancer cells were much more impacted by low replication stress. Strikingly, in some cancer cells, specific RD are undergoing a switch from late to early replication in response to replication stress. Very interestingly, this RT alteration was still detected in daughter cells. These findings disclosed a new mechanism mainly used by cancer cells in response to replication stress that brings another proof of their genome plasticity, allowing a quick response and adaptation to stress that, eventually, gives better resistance to genotoxic agents.
La réplication de l'ADN est un processus finement orchestré dans les cellules eucaryotes grâce à la régulation temporelle de l'activation des origines de réplication, phénomène mieux connu sous le nom de timing de réplication. Le timing de réplication d'un domaine génomique est très robuste et dépend de l'identité cellulaire. Lors d'un faible stress réplicatif, la fourche de réplication est ralentie et certaines régions fragiles du génome voient leur timing de réplication retardé voire ne sont pas du tout dupliquées. Ainsi, le ralentissement du processus de réplication peut avoir pour conséquence des cassures de l'ADN et à fortiori de l'instabilité génomique, un marqueur bien connu des cancers. Hormis ces régions fragiles déjà identifiées, l'impact direct d'un faible stress sur le "timing" de réplication de l'ensemble du génome n'a pas encore été étudié. L'objectif de ma thèse était donc d'analyser et de comparer le timing de réplication de 6 lignées cellulaire de différents tissus humain (sain ou tumoral) en réponse à un faible stress réplicatif. J'ai ainsi pu observer une réponse hétérogène entre les différentes lignées et un timing de réplication plus impacté dans certaines lignées cancéreuses en réponse au stress. En particulier, certaines lignées cancéreuses présentent de très fortes avancées de timing dans certaines régions précises du génome en réponse au stress réplicatif. De surcroit, nous avons observé que ces avancées de timing qui sont retrouvées dans la génération cellulaire suivante. Ainsi, lors de ma thèse, j'ai mis en évidence un nouveau mécanisme mis en place surtout par les cellules cancéreuses en réponse au stress réplicatif qui apporte une preuve supplémentaire de la plasticité du génome de ces cellules, leur permettant de répondre et de s'adapter rapidement à des conditions de stress et, éventuellement, de mieux résister aux agents génotoxiques.
Origine : Version validée par le jury (STAR)