ANR OPHID

Oxydation de l’ADN par absorption de rayonnement UV de basse énergie

 

 

Les personnages représentent les bases de l’ADN et leurs chapeaux les électrons qui peuvent être potentiellement éjectés. Une base perd son chapeau sous l’effet du rayonnement UV et se transforme alors en radical. L’appariement des bases rallonge la durée de vie de radicaux. 

 

Pouvoir oxydatif du rayonnement UV : hautes et basses énergies. Lorsque l’ADN perd un électron, il subit une série de transformations susceptibles de modifier le code génétique. La perte d’un électron peut être déclenchée par des réactions chimiques impliquant d’autres molécules présentes dans la cellule ou par des rayonnements ionisants. Il est également possible que l’absorption d’un photon UV directement par l’ADN conduise à l’éjection d’un électron, pourvue que son énergie soit suffisamment élevée (longueurs d’onde inférieures à 200 nm). L’objectif d’OPHID était d’examiner si le rayonnement UV de plus basse énergie (longueurs d’onde supérieures à 260 nm) provoque le même effet et d’en déterminer la probabilité. La compréhension de ce phénomène est cruciale pour la conception de protections solaires efficaces.

 

Quantifier les électrons éjectés par l’ADN et suivre l’évolution des radicaux formés. En travaillant avec différents types d’ADN en solution aqueuse, nous avons caractérisés les espèces chimiques primaires à l’origine des dommages oxydatifs : les électrons qui sont éjectés après absorption UV ainsi que les radicaux des bases qui en résultent. Ces espèces n’étant pas stables, nous les avons étudiées en enregistrant leur spectre UV-visible après excitation avec des impulsions laser aux échelles nanoseconde à milliseconde. Nous avons interprété nos résultats à l’aide des calculs de chimie quantique. Par ailleurs, nous avons recherché par des méthodes de chimie analytique des marqueurs attestant l’oxydation de l’ADN.

 

Résultats majeurs. Nos travaux ont clairement mis en évidence que l’absorption d’un photon UV de basse énergie directement par l’ADN est bien capable de générer des radicaux des bases. La probabilité que cela se produise est de l’ordre de 10-3. Cette probabilité est comparable à celle qui correspond à la formation d’autres lésions bien connues de l’ADN produites par un rayonnement UV de même énergie. Les radicaux des bases survivent plusieurs millisecondes et leur durée de vie augmente lorsque les bases sont appariées. Les marqueurs d’oxydation ont été détectés suite à irradiation d’ADN génomique avec du rayonnement UVC ou  UVB.

 

Production scientifique. OPHID a déjà donné lieu à 17 articles. Les résultats ont également été présentés dans 12 conférences internationales (dont 10 correspondent à des conférences invitées). Bien que l’approche suivie dans le projet soit celle de la chimie physique, les résultats ont été également diffusés aux photobiologistes à travers des journaux et des conférences spécifiques à cette communauté scientifique.

 

Informations factuelles. OPHID a été un projet de recherche fondamentale coordonné par Dimitra Markovitsi (LIDYL, CNRS, CEA, Université Paris Saclay) avec comme partenaires Thierry Douki (LCIB, CEA Grenoble) et Roberto Improta (IBB, CNR, Napoli). Le projet a commencé en février 2012 et a duré 45 mois. Il a bénéficié d’une aide ANR de 322 k€, attribuée uniquement aux équipes françaises, pour un coût global de l’ordre de 1480 k€.

 

Maj : 12/12/2016 (2680)

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