John De Vos, Laure Crabbe, Anna Jauch, Véronique Pantesco, Yves Pommier, Aubin Thomas, Heidi Holtgreve-Grez, Charles Theillet, Philippe Pasero, Sandie Tuduri, Arnaud Coquelle, Jamal Tazi, Hélène Tourrière, Chiara Conti, Institut de génétique humaine (IGH), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de recherche en cancérologie de Montpellier (IRCM - U896 Inserm - UM1), CRLCC Val d'Aurelle - Paul Lamarque-Université de Montpellier (UM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Montpellier 1 (UM1), Institut de recherche en biothérapie (IRB), Université Montpellier 1 (UM1)-Centre Hospitalier Régional Universitaire [Montpellier] (CHRU Montpellier)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Montpellier (UM), Université Montpellier 1 - UFR de Médecine (UM1 Médecine), Université Montpellier 1 (UM1), Unité de thérapie cellulaire, Centre Hospitalier Régional Universitaire [Montpellier] (CHRU Montpellier)-CHU Saint-Eloi, Institut de Génétique Moléculaire de Montpellier (IGMM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM), Institut de génétique humaine ( IGH ), Université de Montpellier ( UM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut de recherche en cancérologie de Montpellier ( IRCM ), Université Montpellier 1 ( UM1 ) -CRLCC Val d'Aurelle - Paul Lamarque-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Université de Montpellier ( UM ), Institut de recherche en biothérapie ( IRB ), Université Montpellier 1 ( UM1 ) -Centre Hospitalier Régional Universitaire [Montpellier] ( CHRU Montpellier ) -Université de Montpellier ( UM ), Montpellier 1 - UFR de Médecine ( UM1 Médecine ), Université Montpellier 1 ( UM1 ), Centre Hospitalier Régional Universitaire [Montpellier] ( CHRU Montpellier ) -CHU Saint-Eloi, and Institut de Génétique Moléculaire de Montpellier ( IGMM )
Topoisomerase I (Top1) is a key enzyme in functioning at the interface between DNA replication, transcription and mRNA maturation. Here, we show that Top1 suppresses genomic instability in mammalian cells by preventing a conflict between transcription and DNA replication. Using DNA combing and ChIP (chromatin immunoprecipitation)-on-chip, we found that Top1-deficient cells accumulate stalled replication forks and chromosome breaks in S phase, and that breaks occur preferentially at gene-rich regions of the genome. Notably, these phenotypes were suppressed by preventing the formation of RNA-DNA hybrids (R-loops) during transcription. Moreover, these defects could be mimicked by depletion of the splicing factor ASF/SF2 (alternative splicing factor/splicing factor 2), which interacts functionally with Top1. Taken together, these data indicate that Top1 prevents replication fork collapse by suppressing the formation of R-loops in an ASF/SF2-dependent manner. We propose that interference between replication and transcription represents a major source of spontaneous replication stress, which could drive genomic instability during the early stages of tumorigenesis.