La photolyase est une enzyme qui capte la lumière visible afin de réparer un brin d’ADN endommagé par le rayonnement ultraviolet. Dans une étude parue dans Science, des chercheurs ont utilisé les rayons X de lasers à électrons libres pour révéler les détails atomiques du mécanisme moléculaire de la réparation d’un brin d’ADN lésé. Pour ce faire, ils ont utilisé la cristallographie résolue en temps sur une échelle de temps allant de la centaine de picosecondes jusqu’à la centaine de microsecondes.
Antoine Royant et Sylvain Engilberge, du groupe Synchrotron de l’IBS, en compagnie de Nicolas Caramello, du groupe de Biologie Structurale de l’ESRF, ont caractérisé spectroscopiquement au laboratoire icOS les cristaux destinés au XFEL, contribué à la préparation des échantillons en conditions anaérobies sous lumière rouge lors des expériences de diffraction, puis développé une analyse globale des cartes de densité électronique afin fournir un modèle robuste de l’enchaînement des différentes étapes du mécanisme de réparation.
L’ensemble des données obtenues à deux XFEL en plusieurs sessions expérimentales constitue un véritable film moléculaire de la séquence complète des événements de la réparation de l’ADN catalysée par la photolyase, depuis l’absorption d’un photon lumineux par le cofacteur flavine jusqu’à la dissociation du complexe protéine/ADN.
Visualizing the DNA repair process by a photolyase at atomic resolution. Maestre-Reyna M, Wang PH, Nango E, Hosokawa Y, Saft M, Furrer A, Yang CH, Putu EPGN, Wu WJ, Emmerich HJ, Caramello N, Franz-Badur S, Yang C, Engilberge S, Wranik M, Glover HL, Weinert T, Wu HY, Lee CC, Huang WC, Huang KF, Chang YK, Liao JH, Weng JH, Gad W, Chang CW, Pang AH, Yang KC, Lin WT, Chang YC, Gashi D, Beale E, Ozerov D, Nass K, Knopp G, Johnson PJM, Cirelli C, Milne C, Bacellar C, Sugahara M, Owada S, Joti Y, Yamashita A, Tanaka R, Tanaka T, Luo F, Tono K, Zarzycka W, Müller P, Alahmad MA, Bezold F, Fuchs V, Gnau P, Kiontke S, Korf L, Reithofer V, Rosner CJ, Seiler EM, Watad M, Werel L, Spadaccini R, Yamamoto J, Iwata S, Zhong D, Standfuss J, Royant A, Bessho Y, Essen LO, Tsai MD. Science 2023, 382:eadd7795.
Contact : Antoine Royant, chercheur CNRS de l’IBS (Groupe Synchrotron)