Une étude, dont les résultats intitulés «A cohesin/HUSH- and LINC-dependent pathway controls ribosomal DNA double-strand break repair», ont été publiés dans la revue Genes & Development, a permis de mettre en lumière, en étudiant l’ADN ribosomique, région la plus activement transcrite de notre génome, son mécanisme particulier de réparation des cassures double-brin de l’ADN.

Rappelons tout d'abord que «notre ADN subit de nombreuses agressions externes qui mènent à des dommages menaçant l’intégrité du génome» et que «parmi ces dommages, les cassures double-brin de l'ADN sont considérées comme les lésions les plus toxiques pour la cellule car elles peuvent conduire à des mutations et des réarrangements chromosomiques, événements à l’origine de cancers».

En outre, «a contrario des lésions causées par des attaques externes, des travaux récents indiquent que les menaces sont également internes à la cellule, causées par son activité métabolique normale, ce qui entraine des cassures double-brin préférentiellement localisées dans les gènes dont la transcription est active». Cependant, la réparation de ces gènes dits 'actifs' reste «un sujet encore très peu étudié».

Dans ce contexte, l'étude ici présentée s'est focalisée «sur la réparation de la région la plus transcrite de notre génome: l’ADN ribosomique, qui code pour les ARN de structure du ribosome au sein d’un compartiment particulier du noyau des cellules, le nucléole». l’ADN ribosomique, «en plus d’être 'hypertranscrit'», est «composé d’unités d'ADN répétées, ce qui constitue une véritable menace pour l’intégrité du génome car le moindre déséquilibre (variation du nombre de répétitions ou leurs réarrangements) pourrait mettre en péril l’homéostasie cellulaire, notamment via une production anormale des ribosomes qui assurent la synthèse des protéines, essentielles à toute fonction cellulaire» (d’ailleurs «une instabilité de l’ADN ribosomique a déjà été associée au cancer et au vieillissement prématuré»).

Pour mieux comprendre les mécanismes de réparation de l’ADN ribosomique, cette étude a «eu recours à un modèle cellulaire (DIvA) permettant l’induction de cassures double-brin à des positions connues dans le génome humain, et notamment dans l’ADN ribosomique».

Il est ainsi apparu «que les cassures double-brin au sein de l’ADN ribosomique causaient l’arrêt de sa transcription, d’une manière dépendante de protéines architecturales des chromosomes (les cohésines) et d’un complexe réprimant l’expression génique via des modifications épigénétiques (appelé HUSH)».

De plus, «contrairement à ce qui avait été proposé, l’arrêt de la transcription n’est pas suffisant pour promouvoir le mouvement observé de l’ADN ribosomique endommagé vers l’extérieur du nucléole» puisqu'il a été «mis en évidence que cette mobilité requiert également la formation d’ADN simple brin (résection), de manière étendue, permettant ainsi une réparation des cassures par le mécanisme de recombinaison homologue».

Enfin, cette étude montre «que des invaginations de l’enveloppe nucléaire touchent fréquemment le nucléole et que la mobilité de l’ADN ribosomique vers l’extérieur du nucléole assurant sa réparation serait un processus actif impliquant des protéines des squelettes nucléaire et cytoplasmique». Toutes ces observations «sont une première étape dans l’identification des protéines qui protègent l’ADN ribosomique contre l’instabilité génomique».