La protéine Rttl06 (Regulator of Ty Transposition) est un chaperon d'histones découvert récemment chez la levure. Ce facteur interagit avec les histones H3 et H4 et possède la faculté de déposer des nucléosome sur des molécules d'ADN. Dans notre laboratoire, le gène RTT106 fut identifié dans un crible de gènes synthétiques létaux utilisant une mutation dans le gène SPT2. De plus, des résultats obtenus dans notre laboratoire suggèrent que Rttl 06 est impliqué, tout comme SPT2 et SPT6, dans les modulations de la chromatine associée à l'élongation de la transcription. Des défauts dans cette fonction se manifeste par plusieurs phénotypes différents incluant une initiation de la transcription à partir de TATA cryptiques. Rttl06 est un chaperon d'histones suggérée de jouer un rôle dans la répression génique (± silencing ¿) par l'hétérochromatine chez S. cerevisiae. Elle interagit physiquement et fonctionnellement avec le Chromatin Assembly Factor-1 (CAF-1) qui est associé avec la déposition d'histones couplée à la replication. Nous avons utilisé diverses approches pour étudier Rtt106 de façon détaillée et lui avons identifié une fonction auparavant inconnue. Nous avons trouvé des interactions génétiques entre rtt106[delta] et des mutations dans des gènes codants pour des facteurs d'élongations, incluant Spt6, TFIIS et des membres des complexes PAF et DSIF. De plus, des analyses par immunoprecipitation de la chromatine indiquent que Rtt106 est associé spécifiquement aux régions transcrites de gènes actifs. Nos résultats ont aussi montré que Rtt106 est requis pour la répression de la transcription à partir de promoteurs cryptiques à l'intérieur d'une région codante. Cette observation suggère fortement que Rtt106 joue un rôle dans la régulation du niveau de déposition d'histone H3 couplée à la transcription. Pour finir, des résultats préliminaires suggèrent un lien entre Rtt106 et la régulation du niveau d'acétylation de la lysine 9 de l'histone H3. En somme, nos résultats indiquent un lien direct pour Rtt106 dans l'élongation de la transcription et les dynamiques de la chromatine associée avec le passage de l'ARN polymerase II.

L'organisation en chromatine permet de compacter l'ADN génomique et de réguler finement l'expression du génome. La particule cœur du nucléosome, composée d'un octamère de protéines histones autour desquelles s'enroule l'ADN, peut être modulée par l'incorporation de variants d'histones. Pour l'histone H3, les variants réplicatifs H3.1 et H3.2 permettent une incorporation lors de la réplication de l'ADN, tandis que le variant H3.3 est incorporé tout au long du cycle cellulaire. Les données dans la littérature établissent un lien entre H3.3 et la transcription. L'incorporation d'H3.3 dépend d'une voie d'assemblage faisant intervenir le chaperon HIRA. Mon projet de recherche visait à déterminer si H3.3 et son incorporation via HIRA possédaient un rôle spécifique. Le développement embryonnaire via une régulation fine de l'expression des gènes représentait une situation idéale pour aborder ces questions. L'utilisation du vertébré Xenopus laevis qui ne possède qu'un variant H3 réplicatif : H3.2, m'a permis d'évaluer la fonction de ces variants au cours du développement. J'ai pu montrer que, malgré leur similarité, les variants H3.2 et H3.3 ne sont pas interchangeables. Une altération d'expression d'H3.3 ou l'interférence dans sa voie d'assemblage via son chaperon HIRA conduisent à des défauts majeurs à la gastrulation. Ce phénotype s'accompagne d'un défaut d'expression de gènes mésodermiques, dont le marqueur Xbra. Une désorganisation globale de la chromatine est également observée chez ces embryons. Ces données mettent en lumière l'importance de l'incorporation du variant d'histone H3.3 dans la chromatine au cours d'une étape clé du développement embryonnaire, la gastrulation

Dans les cellules eucaryotes, la réponse aux lésions de l'ADN s'accompagne d'une réorganisation de la chromatine. Cette structure, associant l'ADN aux protéines histones, est porteuse de l'information épigénétique, qui définit l'identité cellulaire. Cependant, nos connaissances concernant les mécanismes impliqués dans la réorganisation de la chromatine dont l'intégrité structurale et fonctionnelle a été menacée par un stress génotoxique sont encore limitées, en particulier dans les cellules humaines. Au cours de ma thèse, je me suis donc intéressée à cette thématique en me concentrant sur l'étude de la dynamique des variants de l'histone H3 et de leurs chaperons associés après dommages UVC. En combinant une technologie innovante de suivi spécifique des histones parentales ou néo-synthétisées à des techniques de pointe d'induction de dommages locaux dans l'ADN, j'ai ainsi mis en évidence que le chaperon HIRA (Histone Regulator A) est recruté tôt aux sites de lésions où il stimule l'incorporation locale de nouveaux variants H3.3 et assure la reprise de la transcription après réparation des dommages UVC. Nous avons aussi démontré que les anciennes histones sont initialement redistribuées dans la chromatine autour des sites de lésions par un mécanisme faisant appel au facteur de détection des dommages DDB2 (DNA Damage Binding protein 2). A plus long terme, des histones parentales " reviennent " dans les régions de chromatine en cours de réparation où elles se mélangent aux nouvelles histones incorporées. Le " retour " d'histones préexistantes contribuerait ainsi au maintien de l'intégrité de l'information épigénétique véhiculée par la chromatine avant stress génotoxique. / In eukaryotic cells, the DNA damage response involves a reorganization of chromatin structure. This structure, in which DNA is associated with histone proteins, conveys the epigenetic information, which is critical for cell identity. However, we are still far from understanding the mechanisms underlying chromatin dynamics in response to DNA damage, which challenges both the structural and functional integrity of chromatin architecture. During my PhD, I thus decided to explore this issue in human cells, by deciphering the dynamics of histone H3 variants and their dedicated chaperones in response to UVC lesions. By combining local UVC irradiation with an innovative technology that allows specific tracking of parental and newly synthesized histones, I revealed that the histone chaperone HIRA (Histone Regulator A) is recruited early to UVC-damaged chromatin regions, where it promotes local deposition of new histone H3.3 variant and facilitates transcription recovery upon repair completion. We also demonstrated that old H3 histones are initially redistributed around the damaged chromatin zone, this conservative redistribution requiring the UVC damage sensor DDB2 (DNA Damage Binding protein 2). Later in the repair process, most parental histones recover and mix with newly deposited histones in repairing chromatin regions. The recovery of pre-existing histones may contribute to preserve the integrity of the epigenetic information conveyed by chromatin before genotoxic stress.