Conformational dynamics of G-quadruplex DNA probed by time-resolved circular dichroism

Les quadruplexes de guanines (G4) sont des structures d’ADN non-canoniques qui resultent de l’empilement hydrophobe de tetrades de guanines, stabilise par des cations metalliques (tels que Na+ et K+). Il existe aujourd’hui un nombre croissant de preuves experimentales qui attestent de l’implication des G4 dans d’importantes fonctions cellulaires correlees a leur mecanisme de repliement/depliement. Toutefois, tres peu d’etudes ont aborde les aspects dynamiques de leur formation. Aussi, nous avons entrepris l’etude de plusieurs G4 mono-moleculaires a l’aide d’une nouvelle extension d’experiences de saut de temperature, capable de mesurer la dynamique de denaturation thermique et de renaturation consecutive de l’ADN, sur une fenetre temporelle allant de quelques millisecondes aux secondes. Les changements conformationnels ont ete sondes par dichroisme circulaire (CD) resolu en temps, connu pour etre tres sensible a l’arrangement des guanines dans les G4. Au prealable des etudes resolues en temps, en collaboration avec DISCO/SOLEIL, nous avons mesure les spectres CD statiques de differentes sequences G4 presentant des topologies distinctes, comme celles des telomeres humains, de l’aptamere de la thrombine ou des promoteurs de c-MYC. Nous avons observe des cinetiques de denaturation et renaturation biphasiques avec des constantes de temps de quelques centaines de millisecondes et quelques secondes. Ces cinetiques dependent fortement de l’amplitude du saut de temperature et de la concentration de cations metalliques. L’ensemble de ces observations suggere l’existence de plusieurs voies de repliement/depliement des G4 sur des surfaces de potentiel tres rugueuses.