Thèse Conséquences Structurales et Fonctionnelles de la Mutation Patient R481q Affectant le Facteur de la Voie de Fanconi Slx4 - Fancp H/F - 13

Établissement : Aix Marseille Université
École doctorale : Recherches Biomédicales
Laboratoire de recherche : CRCM - Centre de Recherche en Cancérologie de Marseille
Direction de la thèse : Agnès TISSIER ORCID 0000000256768719
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-04-26T23:59:59

Le suppresseur de tumeur SLX4/FANCP joue un rôle central dans le maintien de l'intégrité du génome en orchestrant plusieurs voies de réparation de l'ADN, notamment la réparation des pontages interbrins, des cassures double brin, et la gestion du stress replicatif. En agissant comme une plateforme multifonctionnelle pour diverses endonucléases (XPF-ERCC1, MUS81-EME1 et SLX1), SLX4 assure la coordination entre la détection des dommages, le traitement des intermédiaires de recombinaison et la progression du cycle cellulaire (Figure A).
Nos collaborateurs ont identifié chez une jeune patiente présentant une insuffisance médullaire sévère, des anomalies du développement et des télomères anormalement courts, un variant faux-sens homozygote (R481Q) localisé dans une région conservée de SLX4. Contrairement aux mutations tronquantes bialléliques de SLX4 précédemment associées à l'anémie de Fanconi, ce variant faux-sens suggère un nouveau mode de dérégulation des fonctions de SLX4, potentiellement distinct des formes classiques de perte totale de fonction.
Le projet vise à déterminer si cette substitution R481Q entraine des modifications de la structure locale ou de la dynamique conformationnelle de SLX4, susceptibles d'altérer ses interactions avec les partenaires protéiques et/ou de perturber la réponse au stress réplicatif ainsi que la maintenance télomérique.
Trois axes de recherche seront développés :
(1) les analyses structurales et biophysiques de la mutation R481Q ;
(2) l'étude de son impact sur la réplication de l'ADN, la réparation des liaisons inter-brins et la maintenance télomérique ; et
(3) des approches protéomiques et des criblages fondés sur la technologie CRISPR-Cas9 visant à identifier les interactions altérées et les voies compensatoires.
Nos données préliminaires indiquent une sensibilité accrue à des agents génotoxiques, notamment aux inhibiteurs de PARP (Figure B), suggérant un défaut de réparation de l'ADN et une vulnérabilité thérapeutique potentielle.
Dans son ensemble, cette étude permettra d'approfondir notre compréhension des fonctions de SLX4 en explorant la question à la fois sur le plan biologique, clinique et mécanistique. Le projet a pour objectif de caractériser les conséquences structurales, moléculaires et cellulaires de la mutation R481Q afin de comprendre comment cette altération contribue au développement de la pathologie.

Des mutations bialléliques tronquées dans le gène SLX4 / FANCP ont été identifiées à ce jour chez seulement 7 individus diagnostiqués avec l'anémie de Fanconi, une maladie génétique récessive rare caractérisée par une instabilité chromosomique accrue, une insuffisance médullaire progressive, des anomalies du développement et une forte prédisposition au cancer (ref 1). À l'instar de son rôle de suppresseur de tumeur, les modèles murins déplétés pour SLX4 développent des cancers à des taux élevés, tandis que des mutations SLX4 associées au cancer continuent d'être identifiées chez l'homme (ref1). Au niveau moléculaire, SLX4 agit comme une protéine plateforme coordonnant les activités de maintenance du génome (Figure A). Elle a été initialement identifiée par notre équipe et d'autres (ref 2, 3 et 4) comme une protéine qui contrôle les endonucléases spécifiques de structure XPF-ERCC1, MUS81-EME1 et SLX1, et joue un rôle essentiel dans la résolution des pontages interbrins de l'ADN et les structures secondaires de l'ADN générées lors de la recombinaison homologue, telles que les jonctions de Holliday (ref 1,5). Au-delà de ces fonctions de réparation canoniques, SLX4 assure le maintien des télomères en se liant au facteur télomérique TRF2, soutient la stabilité des sites fragiles communs et favorise la SUMOylation de lui-même et de certains de ses partenaires (ref 6-9).
Un défaut de SLX4 induit une sensibilité aux agents chimiothérapeutiques, comme les agents pontants, les inhibiteurs de TOP1, les inhibiteurs de PARP, le méthylméthane sulfonate et le témozolomide (TMZ). Plus précisément, lors de l'inhibition de la topoisomérase, SLX4 facilite la formation de condensats nucléaires, coordonnant les ligases SUMO et ubiquitine avec XPF-ERCC1 pour éliminer les adduits protéine-ADN et résoudre les pontages dans les régions hétérochromatiques (ref 10,11). De plus, SLX4 protège le génome des conflits entre la réplication et la transcription et module la réparation des mésappariements (MMR) via des interactions, respectivement, avec l'hélicase RTEL1 et avec le facteur MSH2 d'initiation de la MMR (ref 12,13).
Avec notre collaborateur, nous avons récemment identifié une jeune patiente présentant une insuffisance médullaire sévère, une lymphopénie affectant les cellules T, B et NK, un retard de croissance et des télomères courts. Des études génétiques ont identifié une mutation homozygote faux-sens dans le gène SLX4 : substitution de l'arginine par la glutamine en position 481 (R481Q) (Figure A). À notre connaissance, il s'agit actuellement du seul patient présentant une mutation faux-sens homozygote pathogène dans le gène SLX4/FANCP. De plus, le tableau clinique de la patiente semble être plus précoce et plus grave que celui généralement observé dans l'anémie de Fanconi. En particulier, la longueur des télomères semble être gravement affectée chez cette patiente SLX4-R481Q par rapport aux patients Fanconi identifiés jusqu'à ce jour. Ainsi, l'identification de ce variant faux-sens homozygote R481Q présente une nouvelle opportunité de disséquer de nouvelles fonctions de SLX4.

Comprendre comment la mutation R481Q de SLX4 altère la fonction de cette protéine clé dans le maintien de l'intégrité génomique, et déterminer en quoi cette altération contribue à la pathologie observée chez les patients atteints d'insuffisance médullaire et de phénotypes apparentés à l'anémie de Fanconi.
1-Déterminer les conséquences structurales et biophysiques de la mutation R481Q sur la conformation, la stabilité et la dynamique de la protéine SLX4.

2-Évaluer l'impact fonctionnel de cette mutation sur les processus de réplication de l'ADN, la réparation des lésions interbrins et la maintenance télomérique, en lien avec la stabilité chromosomique.

3-Identifier les altérations d'interactions protéiques et les voies compensatoires associées à R481Q à l'aide d'approches protéomiques et génétiques (criblage CRISPR-Cas9).
Ce projet a pour objectifs de mettre en évidence les mécanismes associés à cette mutation afin de mieux comprendre les bases moléculaires de certaines formes atypiques d'anémie de Fanconi et, plus largement, de révéler de nouvelles vulnérabilités thérapeutiques liées aux défauts de réparation de l'ADN.

1.Analyses structurales et fonctionnelles de la substitution R481Q
oModélisation in silico de SLX4 (dynamique moléculaire, interactions régionales).
oPurification de la protéine recombinante (ou du domaine contenant la mutation) et caractérisation biochimique (stabilité, interactions protéiques, activités du partenaire XPF-ERCC1).
oÉtude de la localisation subcellulaire et formation de foyers en réponse au stress génotoxique par microscopie à fluorescence.

2.Impact sur la réparation de l'ADN, la réplication et la stabilité chromosomique
oTests de sensibilité à divers agents génotoxiques (MMC, HU, cisplatine, inhibiteurs de PARP) grâce à l'utilisation de tests de survie clonale ou de prolifération.
oSuivi de la dynamique des fourches de réplication (fibres d'ADN, marqueurs de stress réplicatif), avec l'utilisation de techniques d'analyse de la dynamique des fourches.
oAnalyse du maintien des télomères (Q-FISH, TRF, expression TERRA) et des anomalies chromosomiques après étalement de métaphases.

3.Criblage protéomique et génétique
oIdentification des partenaires altérés par la présence de la mutation R481Q dans SLX4 (analyse d'interaction protéine-protéine quantitative par spectrométrie de masse).
oCriblage par CRISPR-Cas9 des voies de compensation essentielles à la survie cellulaire dans un contexte SLX4 R481Q
oValidation par des méthodes de co-IP dans des lignées cellulaires knock-in par CRISPR-Cas9 afin de déterminer les corrélations entre phénotypes cellulaires