Auteurs

Gabriel Robert, J. Richard Wagner
Université de Sherbrooke

Résumé

L’intégrité des biomolécules des organismes vivants est menacée sans relâche par des composés pouvant les endommager et ainsi altérer leur fonction. Notamment, des espèces réactives de l’oxygène (ROS) sont continuellement générées de façon endogène au cours de la respiration cellulaire et du métabolisme, et peuvent être produites de façon exogène par l’exposition à la radiation ionisante ou des xénobiotiques toxiques. L’ADN est vulnérable aux dommages causés par les ROS; ceux-ci peuvent induire une panoplie de modifications à sa structure chimique, comme des altérations des bases azotées, qui constituent le code génétique, et des cassures du phosphosquelette. Ces lésions, si elles ne sont pas bien réparées, peuvent avoir de graves conséquences. Au niveau de la cellule, elles peuvent, par exemple, être létales, mutagènes ou induire la sénescence. Au niveau de l’organisme, elles sont impliquées dans le développement et l’accroissement de plusieurs pathologies, comme le cancer, des maladies neurodégénératives et le vieillissement.

De façon primaire, les ROS endommagent l’ADN via des réactions radicalaires comme des arrachements d’électrons ou d’atomes d’hydrogène et des additions sur les doubles liaisons, ce qui génère des radicaux au sein de la séquence. Ma recherche vise à élucider les mécanismes et la structure des dommages induits par ces radicaux, et à comprendre comment la présence d’oxygène (O2) amplifie les lésions. Étant plus exposé au solvant, le carbone C5’ de la sous-unité désoxyribose est particulièrement sensible aux attaques par les ROS et, par conséquent, des radicaux sont générés à cette position de façon prédominante. Il est connu que la formation du radical C5’ mène à une cassure du phosphosquelette dont l’extrémité 5’ est oxydée en aldéhyde. Or, j’ai récemment découvert un mécanisme alternatif au cours duquel une cassure monocaténaire est produite en combinaison avec une toute nouvelle lésion constituée d’un terminus 5’-acide carboxylique. À l’aide de la spectrométrie de masse en tandem (LC/MS-MS), j’ai confirmé la présence de cette lésion dans l’ADN traité aux ROS et j’ai quantifié sa formation relative. Des expériences de marquage isotopique me permettent de proposer un mécanisme pour la formation de cette cassure et indiquent qu’il s’agit d’un processus O2-dépendant.

Cette découverte suscite de nombreuses questions qui devront être adressées dans les travaux futurs. Quels sont les impacts de ce type de cassure sur la cellule? Induit-elle des mutations ou est-elle létale? Par quelle(s) voie(s) de réparation du génome ce dommage est-il réparé?