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Enhancing Nuclear Safety


Research

Theses in progress

Integrated approach to damage from ionizing radiation: from DNA to proteins


Host laboratory: Biogeochemistry, Bioavailability and Radionuclide Transfer Laboratory (L2BT)

Beginning of the thesis: October 2014

Student name: Cécile Dubois



Subject description
La radiosensibilité des organismes vivants dans l'environnement, évaluée lors d'une étude de synthèse en 2013, par détermination du débit de dose entraînant 10 % d'effet, couvre 5 ordres de grandeur. Les mécanismes expliquant ces différences ne sont pas élucidés. Alors que les modèles classiques de radiotoxicité des rayonnements ionisants considèrent les dommages à l'ADN comme la lésion critique universelle dans les cellules, plusieurs études ont montré que les protéines, plus que l'ADN, étaient les cibles initiales des dégâts d'irradiation cellulaire, notamment via leur carbonylation. En effet, les protéines sont impliquées dans de nombreux processus de régulation et entre autre la réparation de l'ADN, l'élimination des protéines cellulaires endommagées (protéasome), la réponse au stress, ainsi que la structure et le transport cellulaire.

La carbonylation des protéines est une modification post-traductionnelle irréversible dont la quantité peut être augmentée notamment après irradiation gamma. La littérature montre qu'à fortes doses d'irradiation g aigüe (entre 200 et 1000 Gy), le taux de protéines carbonylées est corrélé à la mortalité de la bactérie E. coli (ED50 = 609 Gy), ainsi qu'à une baisse dose-dépendante de la fécondité de C. elegans jusqu'à 800 Gy. Cette baisse de la fécondité pourrait être due à des dommages à l'ADN non réparés du fait d'une inactivité des enzymes de réparation après carbonylation, et/ou d'un engorgement du système d'élimination des protéines endommagées (le protéasome) dès 2 Gy. Cependant, à ce jour aucun mécanisme clair n'a été identifié, et surtout aucune étude ne s'est intéressée à la cinétique de production/élimination des protéines carbonylées et à leurs conséquences après irradiation chronique à des doses modérées, voire environnementales. Ainsi, les objectifs du projet de thèse sont d'établir les liens entre la cinétique de formation/élimination protéines carbonylées, leur nature, et les dommages à l'ADN, le statut redox cellulaire et de la reproduction du nématode C. elegans.

Afin de définir au mieux la fenêtre d'étude, le projet sera d'abord initié pour déterminer la cinétique de formation/élimination des protéines carbonylées après 2-3 doses choisies d'irradiation g aigüe. Dans un deuxième temps, l'approche sera étendue à l'irradiation chronique.


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