Abstracts Biological Sciences

Structural study of the complex formed by the Werner protein (WRN) and the Ku70/80 heterodimer : Étude structurale du complexe formé par la protéine Werner (WRN) et l'hétérodimère Ku70/80

by Sayma Zahid

Les traitements de chimiothérapie ou de radiobiologie visent à générer des cassures double brin (CDB) de l'ADN. Les cellules tumorales sont plus sensibles aux CDBs que les cellules saines en raison de leur phénotype et de leur génotype. Un axe important en radiobiologie est de combiner la radiothérapie avec des inhibiteurs des voies de réparation de l'ADN pour augmenter la radiosensibilité et pallier la résistance aux radiations de certaines cellules cancéreuses. Nos objectifs sont d’avoir une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires impliqués dans la voie NHEJ (Non Homologous End Joining) et decaractériser de nouveaux inhibiteurs spécifiques de cette voie. L'hétérodimère Ku70/Ku80 (Ku) peut recruter plusieurs facteurs de la voie NHEJ par des interactions directes et coordonne ainsi l'ensemble du NHEJ. De nombreuses interactions impliquent des motifs appelés KBM (Ku Binding Motif). Lorsque les extrémités des CDBs doivent être modifiées, des enzymes sont nécessaires pour corriger les extrémités avant l'étape finale de ligature. L'une de ces enzymes est la protéine Werner (WRN) qui possède deux motifs KBM. Au cours de ma thèse, j'ai réussi à produire plusieurs constructions de WRN et la protéine complète et je les ai étudiés en combinant plusieurs approches structurales. J'ai montré que WRN peut adopter plusieurs états oligomères en utilisant le SAXS et le SEC-MALS et que WRN interagissait directement avec Ku par le biais de deux motifs peptidiques, situés aux extrémités N-terminale et C-terminale. J'ai, également, déterminé la structure cryo-EM d'un complexe Ku-ADN lié au domaine exonucléase de WRN à 3Å de résolution. Nous avons montré que Ku recrute WRN par son motif KBM et positionne WRN près de l'ADN. Chemotherapy or radiobiology treatments aim at generating DNA double-strand breaks (DSBs).Tumor cells are more sensitive to DSBs than healthy cells due their phenotype and genotype. One important axis in radiobiology is to combine radiation therapy with inhibitors of the DNA repair pathways to increase radio-sensitivity and overcome radiation resistance of some cancer cells. Our objectives is to unveil the molecular mechanism of the NHEJ (Non Homologous End Joining) pathwayand to characterize new specific inhibitors of this pathway. Ku70/Ku80 heterodimer (Ku) can recruit several factors of the NHEJ pathway through direct interactions and thus acts as a hub that coordinates the whole NHEJ. Many interactions involve motifscalled KBM (Ku Binding Motif). When DSB ends need to be processed, enzymes arenecessary to correct the extremities prior to the final ligation step. One of the enzymes is Werner (WRN) that has two KBM motifs. During my PhD, I successfully produced several WRN constructs and full-length protein and studied them by combining multiple structural approaches. I showed that WRNcan adopt several oligomeric state using SAXS and SEC-MALS, and that WRN interacts directly with Kuthrough two peptidic motifs, located in N-terminal and C-terminal extremities. I determined the CryoEM structure of a…