Chez les eucaryotes, le génome est organisé en chromatine, une structure nucléoprotéique essentielle pour la régulation de l’expression génique ainsi que pour le maintien de la stabilité du génome. Les ciliés sont d’excellents organismes modèles pour étudier les mécanismes généraux qui maintiennent l’intégrité du génomes eucaryote. Chez Paramecium tetraurelia, la différentiation du génome somatique à partir du génome germinal est caractérisée par des événements massifs et reproductibles d’élimination d’ADN. D’une part, des éléments répétés (transposons,régions minisatellites), de plusieurs kilobases de long, sont imprécisément éliminés.D’autre part, 45000 séquences courtes et uniques, appelées IES, sont précisément éliminées au nucléotide près. Une classe de petits ARN, appelé scnRNAs, est impliquée dans la régulation epigénétique de l’élimination d’ADN, mais comment les scnRNA contrôlent l’élimination d’ADN reste mystérieux. Nous avons testé l’hypothèse selon laquelle une organisation particulière de la chromatine, en particulier des modifications post-traductionelles des histones associées à des formes répressives de la chromatine, est impliquée dans le processus d’élimination d’ADN. Nous avons montré que la triméthylation de l’histone H3 sur la lysine 9 et la lysine 27 (H3K9me3 et H3K27me3)apparaît transitoirement dans le noyau somatique en développement au moment où se produisent les événements d’élimination d’ADN. Nous avons identifié la protéine de type Polycomb, Ezl1, et montré qu’elle est une histone methyltransferase qui présente une dualité de substrat et catalyse à la fois la mise en place de K9me3 et K27me3 sur l’histone H3. Nous avons montré que la déposition de H3K9me3 et H3K27me3 dans le noyau en développement requiert les scnRNAs. Des analyses de séquençage haut débit ont montré que Ezl1 est requise pour l’élimination des longues séquences répétées germinales, suggérant que les scnRNA guident la déposition des marques d’histones au niveau de ces séquences. Au contraire des régions répétées du génome, les IES montrent une sensibilité différente aux scnRNAs et à Ezl1, suggérant que plusieurs voies partiellement chevauchantes sont impliquées dans leur élimination. Notre étude montre que des caractéristiques intrinsèques des séquences d’ADN, telles que leur taille, peut contribuer à la définition des séquences germinales à éliminer. De manière intéressante, nous avons aussi montré que Ezl1 est requise pour la répression transcriptionnelle des éléments transposables. Nous suggérons que les voies H3K9me3et H3K27me3 coopèrent et contribuent à préserver le génome somatique de Paramecium des parasites génomiques. / Eukaryotic genomes are organized into chromatin, a complex nucleoprotein structureessential for the regulation of gene expression and for maintaining genome stability.Ciliates provide excellent model organisms with which to gain better understandinginto the regulation of genome stability in eukaryotes. In the ciliate Parameciumtetraurelia, differentiation of the somatic genome from the germline genome ischaracterized by massive and reproducible programmed DNA elimination events. Longregions of several kilobases in length, containing repeated sequences and transposableelements are imprecisely eliminated, whereas 45,000 short, dispersed, single-copyInternal Eliminated Sequences (IESs) are precisely excised at the nucleotide level. Aspecific class of small RNAs, called scnRNAs, is involved in the epigenetic regulation ofDNA deletion. How scnRNAs may guide DNA elimination in Paramecium remains tobe discovered. Here, we investigated whether chromatin structure, in particular histonepost-translational modifications known to be associated with repressive chromatin,might control DNA elimination. We showed that trimethylated lysine 9 and 27 onhistone H3 (H3K9me3 and H3K27me3) appear in the developing somaticmacronucleus when DNA elimination occurs. We identified the Polycomb-groupprotein, Ezl1, and showed that it is a dual histone methyltransferase that catalyzes bothH3K9me3 and H3K27me3 in vitro and in vivo. Genome-wide analyses show thatscnRNA-mediated H3K9me3 and H3K27me3 deposition is necessary for theelimination of long, repeated germline DNA. Conversely, single copy IESs displaydifferential sensitivity to depletion of scnRNAs and Ezl1, unveiling the existence ofpartially overlapping pathways in programmed DNA elimination. Our study revealsthat cis-acting determinants, such as DNA length, also contribute to the definition ofgermline sequences to delete. We further showed that Ezl1 is required fortranscriptional repression of transposable elements. We suggest that H3K9me3 andH3K27me3 pathways cooperate and contribute to safeguard the Paramecium somaticgenome against intragenomic parasites.

La présence de domaines chromosomiques heterochromatiniens associé à des effets de position est une propriété communes à de nombreux génomes eukaryotes. L'intensité et l'étendue de la variégation liée aux effets de position sont généralement sensibles à la dose des protéines effectrices de l'hétérochromatine. Les propriétés d'auto-propagation des complexes d'hétérochromatine a un cout, qui est la nécessité d'établir des mécanismes stoppant la propagation de la répression transcriptionelle. Cette thèse explore la dose-dépendance de l'effet de position télomérique en étudiant le complexe SIR de la levure du boulanger. La caractérisation du groupement des télomères en foyers, de la localisation de Sir3 et de la transcription dans des souches sur-exprimant Sir3 a permis d'établir l'étendue maximale des domaines silencieux présent aux subtelomeres. L'étude de jeux de données publiés a révélé que ces domaines terminent généralement au niveau de zones correspondant où les propriétés de la chromatine montrent une transition importante. Ces transitions chromatiniennes sont requises pour survivre en présence d'un excès de protéines Sir3 puisque nous avons démontré que les mutants dot1 ne survivent pas un tel excès. En outre nous avons conduit un crible génétique qui a révélé de nombreux gènes requis pour la survie en présence d'une surdose de Sir3. Ce travail caractérise la réponse du génome à une surdose d'hétérochromatine et a permis de révéler des domaines subtélomeriques associés à des propriétés chromatiniennes particulières. En conséquence nous démontrons comment l'effet de position télomerique est efficacement restreint au subtelomere chez la levure. / A shared property of several eukaryotic genomes is the presence of heterochromatic chromosomal domains experiencing transcriptional variegation. The intensity and the extent of position effect variegation are sensitive to the dosage of silencing effectors in many systems. The self-propagating properties of heterochromatin machineries come with a cost, which is the requirement for mechanisms preventing ectopic spreading of silencing. This thesis explores the dose-dependency of telomere position effect, using the budding yeast SIR system as a model for chromatin based heterochromatic silencing. To assess the dose-dependency of telomere position effect in budding yeast, we systematically characterized the impact of Sir3 overexpression by quantifying the clustering of telomeres, the genome wide binding of Sir3 and its impact on coding and non coding transcription. Analysis of published data sets enabled to uncover candidates potentially responsible for the limitation of subtelomeric silent domains. Our study reveals that extension of silent domains can reach saturation, associated with the anti-silencing properties of histone marks deposited by the conserved enzyme Dot1. In addition we discovered genes required for viability upon SIR3 overexpression by conducting a genetic screen. Our work describes the dynamics of the dose dependency of heterochromatin propagation in budding yeast. It uncovers previously uncharacterized discrete chromosomal domains associated with specific chromatin features and demonstrates how telomere position effect is efficiently restricted to subtelomeres by the preexisting chromatin landscape.