Bactéries et levures gèrent différemment les stress génotoxiques
Dans cet article publié dans la revue Nucleic Acids Research, les scientifiques montrent que, en réponse à un stress génotoxique, le nombre de mutations induites (la "réponse mutagène") n'est pas augmenté dans des cellules de levure alors qu'il l'est dans les mêmes conditions chez les bactéries. Ainsi, en réponse au stress, il apparait que les cellules de levure ont développé une réponse mutagène plus contrôlée.
L'ADN de tout organisme vivant est constamment endommagé par de nombreux agents (composés chimiques, rayonnement ultra-violet, etc…). Ce type d'agression qui impacte directement la structure de l'ADN est appelé "stress génotoxique". Pour répondre à ce stress, les cellules (bactériennes ou eucaryotes) ont développé une "Réponse aux Dommages de l'ADN" (ou DDR pour DNA Damage Response) qui leur permet de détecter, réparer ou tolérer ces dommages.
Les cellules possèdent deux mécanismes qui leur permettent de dupliquer leur ADN malgré la présence de lésions non réparées et donc de poursuivre leur division : le premier utilise l'information génétique (la séquence nucléotidique) présente sur le brin complémentaire d'ADN pour restaurer l'information génétique de manière fidèle au niveau de la lésion (un processus nommé "recombinaison homologue" : RH). Le deuxième mécanisme utilise des enzymes spécialisées qui copient sans correction préalable l'ADN endommagé avec un risque élevé de faire des erreurs (la "synthèse translésionnelle" : TLS). Ce dernier mécanisme génère donc des mutations dans la région endommagée ("réponse mutagène").
Les chercheurs ont développé une technique qui permet d'insérer directement dans le génome d'une cellule vivante (bactérie ou levure) des lésions comparables à celles observées dans la nature et d'en observer les conséquences. En faisant subir à ces cellules un stress génotoxique important, ils avaient observé chez les bactéries l'apparition de mutations au niveau de la lésion insérée qui augmente fortement avec l'intensité du stress. En revanche, cette augmentation de la fréquence des mutations n'est pas observée chez la levure traitée dans des conditions comparables.
Ces résultats semblent donc indiquer que contrairement aux bactéries qui régulent la réponse au stress de manière globale (impliquant notamment la TLS), la levure a développé une réponse moins mutagène et plus contrôlée. Cette propriété est-elle généralisable aux eucaryotes ? D'autres études semblent corroborer ces résultats dans les cellules humaines.
Figure : En suivant le devenir d'une lésion (triangle rouge) insérée artificiellement dans le génome d'une cellule, les chercheurs ont montré qu'un stress génotoxique favorisait l'apparition de mutations (colonies bleues) au niveau de cette lésion dans les cellules bactériennes, mais que cela n'était pas observé dans les cellules de levure.
Pour en savoir plus :
Eukaryotic stress–induced mutagenesis is limited by a local control of translesion synthesis.
Katarzyna H. Masłowska, Florencia Villafañez, Luisa Laureti, Shigenori Iwai & Vincent Pagès.
Nucleic Acids Research 2022. https://doi.org/10.1093/nar/gkac044
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