La réparation de l’ADN filmée avec une précision atomique !

01 décembre 2023

La photolyase est une enzyme qui capte la lumière visible afin de réparer un brin d’ADN endommagé par le rayonnement ultra-violet. Dans une étude parue dans la revue Science, des scientifiques ont réussi à visualiser les détails atomiques du mécanisme moléculaire de la réparation d’un brin d’ADN sur une échelle de temps allant de la centaine de picosecondes jusqu’à la centaine de microsecondes.

L’ADN est une molécule fragile qui peut être endommagée par les rayons ultraviolets. Parmi ces lésions, les plus fréquentes sont celles appelées « dimère cyclobutylique de pyrimidine » (ou lésion CPD) : deux bases nucléiques adjacentes se lient entre elles, ce qui casse leur interaction habituelle avec leurs partenaires sur l'autre moitié complémentaire de l'ADN, empêchant les mécanismes de réplication ou de transcription au-delà du point de lésion. Pour réparer ces lésions, l’enzyme photolyase utilise la lumière bleue qu’elle capte aidée par une ou plusieurs molécules appelées cofacteurs. Toutefois, le mécanisme précis de cette réaction n’avait, jusqu’à aujourd’hui, jamais été observé.

© Nicolas Caramello (ESRF et Université de Hambourg) et Antoine Royant (IBS)

Figure : A gauche, les bases endommagées du brin d’ADN pointent vers l’intérieur de l’enzyme photolyase. Sous l’effet de l’absorption de lumière bleue par le cofacteur FAD, les liaisons covalentes de la lésion CPD sont rompues en moins de 10 nanosecondes, comme illustrées par les cartes différences de densité électronique (encart supérieur). Après 200 microsecondes, les bases réparées se sont réorientées vers l’intérieur du brin d’ADN, qui est alors prêt à se dissocier de l’enzyme.

Lire la suite ...