La complexe protéique Sir (Silent Information Regulator) de la levure bourgeonnante est l’acteur principal dans la formation de l’hétérochromatine, qui provoque l’atténuation de l’expression génique par un mécanisme épigénétique. Le complexe Sir lié à la chromatine maternelle est démonté lors de la réplication génomique et puis réformé sur les deux brins nouvellement répliqué. La dynamique de maintien de Sir sur la chromatine pendant le cycle cellulaire et dans de variables conditions de croissance n’est pas bien comprise. Pour comprendre comment la structure chromatinienne telle que l’hétérochromatine peut être héritée et par conséquent comment les structures épigénétiques sont transmises d’une génération cellulaire à l’autre, nous avons besoin de mesurer la vitesse d’échange des sous-unités du complexe Sir au cours du cycle cellulaire dans différentes conditions de croissance. Nous avons donc utilisé le système RITE qui permet d’échanger deux épitopes attachés à Sir3 (une des sous-unités de Sir) et par la suite mesurer la cinétique de remplacement de Sir3. Nous avons constaté que la Sir3 maternelle est complètement remplacée par la Sir3 nouvellement synthétisées dans les régions télomériques durant le premier cycle cellulaire après la sortie de la phase stationnaire. Nous proposons que cette reprogrammation du complexe hétérochromatique est un mécanisme d’adaptation qui assure l’activation des gènes de réponse au stress par la déstabilisation transitoire de la structure hétérochromatinienne. / The budding yeast SIR complex (Silent Information Regulator) is the principal actor in heterochromatin formation, which causes epigenetically regulated gene silencing phenotypes. The maternal chromatin bound SIR complex is disassembled during replication and then, if heterochromatin is to be restored on both daughter strands, the SIR complex has to be reformed on both strands to pre-replication levels. The dynamics of SIR complex maintenance and re-formation during the cell-cycle and in different growth conditions are however not clear. Understanding exchange rates of SIR subunits during the cell cycle and their distribution pattern to daughter chromatids after replication has important implications for how heterochromatic states may be inherited and therefore how epigenetic states are maintained from one cellular generation to the next. We therefore used the tag switch RITE system to measure genome wide turnover rates of the SIR subunit Sir3 before and after exit from stationary phase and show that maternal Sir3 subunits are completely replaced with newly synthesized Sir3 at subtelomeric regions during the first cell cycle after release from stationary phase. We propose that the observed “reset” of the heterochromatic complex is an adaptive mechanism that ensures the activation of subtelomeric stress response genes by transiently destabilizing heterochromatin structure.

L'hétérochromatine est une caractéristique conservée des chromosomes eucaryotes, avec des rôles centraux dans la régulation de l'expression des gènes et le maintien de la stabilité du génome. Comment la réparation de l'ADN est régulée par l'hétérochromatine reste mal compris. Chez Saccharomyces cerevisiae, le complexe SIR (Silent Information Regulator) assemble une fibre de chromatine compacte. La chromatine SIR limite la résection aux cassures double-brin (DSB) protégeant les extrémités chromosomiques endommagées contre la perte d'informations génétiques. Toutefois, lesquels des trois complexes de résection redondants, MRX-Sae2, Exo1 et Sgs1-Dna2 sont inhibés et par quel(s) mécanisme(s) reste à decouvrir. Nous montrons que Sir3, le facteur de fixation des histones de l’hétérochromatine de Saccharomyces cerevisiae, interagit physiquement avec Sae2 et inhibe toutes ses fonctions. Cette interaction limite notamment la résection médiée par Sae2, stabilise MRX à la DSB et augmente le Non-Homologous End Joining (NHEJ). De plus, la chromatine répressive SIR inhibe partiellement les deux voies de résection extensive médiées par Exo1 et Sgs1-Dna2 par des mécanismes distincts. L'inhibition par les SIR de la résection extensive et de Sae2 favorise la NHEJ et limite le Break-Induced Replication (BIR), prévenant ainsi de la perte d'hétérozygotie au niveau des subtélomères. / Heterochromatin is a conserved feature of eukaryotic chromosomes, with central roles in regulation of gene expression and maintenance of genome stability. How DNA repair occurs in heterochromatin remains poorly described. In Saccharomyces cerevisiae, the Silent Information Regulator (SIR) complex assembles a compact chromatin fibre. SIR-mediated repressive chromatin limits Double Strand Break (DSB) resection protecting damaged chromosome ends against the loss of genetic information. However, which of the three redundant resection complexes, MRX-Sae2, Exo1 and Sgs1-Dna2 are inhibited and by which mechanism remains to be deciphered. We show that Sir3, the histone-binding factor of yeast heterochromatin, physically interacts with Sae2-mediated resection and inhibits all its functions. Notably, this interaction limits Sae2-mediated resection, delays MRX removal from DSB ends and promotes Non-Homologous End Joining (NHEJ). In addition, SIR-mediated repressive chromatin partially inhibits the two long range resection pathways mediated by Exo1 and Sgs1-Dna2 by distinct mechanisms. Altogether SIR mediated inhibition of extensive resection and of Sae2 promotes NHEJ and limits Break-Induced Replication (BIR) preventing loss of heterozygosity at subtelomeres.