Mécanismes et contrôles de la recombinaison méiotique chez la levure Saccharomyces cerevisiae

Mechanisms and controls of meiotic recombination in Saccharomyces cerevisiae

¹ Laboratoire de Génétique Moléculaire de la Recombinaison, CNRS-UMRJ44, Institut Curie, Section de recherche, 26 rue d’Ulm, 75248 Paris cedex 05, France.
² Cell Biology Department, Memorial Sloan Kettering Cancer Center, Box 109, 1275 York Avenue, New York, NY10 021, USA.
³ Institut de Génétique Humaine, UPR1142/CNRS, 141 rue de la Cardonille, 34396 Montpellier cedex 5, France.
⁴ Laboratoire LERA, p. 103, Bâtiment 05A, UMR 217 CNRS-DSV/DRR, CEN/Fontenay-aux-roses, BP 6, 92265 Fontenay-aux-roses Cedex, France.

Résumé

Les mécanismes moléculaires de la recombinaison méiotique commencent à être mieux compris grâce à une série de travaux récents chez Saccharomyces cerevisiae. Il a été montré que la recombinaison méiotique est initiée par la formation de cassures double-brin de l’ADN qui peuvent être mises en évidence physiquement dans les premières heures de la méiose. Ces cassures double-brin sont localisées préférentiellement dans les régions intergéniques contenant un promoteur de transcription et sont regroupées dans des domaines le long des chromosomes. La protéine Spo11 qui est apparentée à une nouvelle famille de topoisomérases de type II, est très probablement la protéine responsable de la formation de ces cassures doublebrin. Plusieurs intermédiaires du processus de réparation des cassures double-brin ont été détectées physiquement chez la levure et des complexes multiprotéiques qui interviennent à différentes étapes au cours de la réparation ont été identifiés. Ces complexes multiprotéiques sont retrouvés chez les eucaryotes supérieurs, ce qui suggère une conservation des mécanismes de recombinaison méiotique. L’utilisation combinée de la génétique, de la cytologie, de la biochimie et des nouvelles technologies développées pour les études génomiques (puces à ADN) devrait aboutir à une meilleure compréhension des mécanismes de la recombinaison méiotique.

Abstract

Recent studies in Saccharomyces cerevisiae have provided new insights in our understanding of the molecular mechanisms of meiotic recombination. Meiosis-specific DNA double-strand breaks have been detected and have been shown to be the lesions that initiate recombination events. These are located mostly in promoter regions where the chromatin is in an open configuration, and cluster in domains along the chromosome. They are likely to be made by a topoisomerase II-like protein encoded by the SPO11 gene. Several DNA intermediates in the meiotic double strand-break repair pathway have been characterised and several multi-protein complexes have been identified and shown to be involved at different steps in the repair pathway. The conservation of these protein complexes in higher eukaryotes suggests that the meiotic recombination mechanism could be conserved. With the application of the well characterised genetical, molecular, cytological and biochemical techniques and the recently developed technology for genomic studies (biochips), we can expect a rapid increase in our comprehension of the meiotic recombination process.