Thesis (M.S.)--University of Missouri--Columbia, 2004. / Typescript. Vita. Includes bibliographical references (leaves 70-75). Also issued on the Internet.

Thesis (M.Sc.)--Memorial University of Newfoundland, 2004. / Bibliography: leaves 130-141.

A luz ultravioleta (UV) bloqueia a replicação e transcrição devido à formação de lesões que distorcem o DNA. Descobrimos que a depleção da quinase ATR promove a indução precoce de apoptose após irradiação com luz UVB em fibroblastos humanos imortalizados com SV40 e que mesmo células proficientes em reparo de DNA e síntese translesão foram incapazes de alcançar a mitose após depleção de ATR. Essa quinase também representa um alvo promissor para sensibilizar tumores com mutações em p53 ao quimioterápico cisplatina e ao indutor de estresse oxidativo cloroquina. Além do bloqueio da replicação, danos no DNA bloqueiam a síntese de RNA. Utilizamos sequenciamento para mapear RNA nascentes e analisar a recuperação da transcrição em escala genômica. Genes mais longos são mais inibidos por luz UV, mas o nível de expressão gênica não contribui para a recuperação da transcrição. Além disso, o reparo de DNA é similar entre genes com recuperação da transcrição distinta e outras regulações, além da remoção de lesões no DNA, devem existir para que a síntese de RNA recomece. / Ultraviolet (UV) light stalls replication and transcription due to the formation of lesions that distort DNA. We found that ATR silencing promotes early induction of apoptosis after UVB light in human fibroblasts immortalized with SV40 and even cells proficient in DNA repair and translesion synthesis were unable to reach mitosis after ATR depletion. This kinase is also a promising target for sensitizing tumors with p53 mutations to chemotherapeutic that block replication, such as cisplatin, and the oxidative stress inducer chloroquine. In addition to blocking the replication, DNA damage arrest the synthesis of RNA. We used next-generation sequencing to map and analyze the nascent RNA transcription recovery genome-wide. We confirmed that longer genes are more inhibited following UV light, however, the level of gene expression does not contribute to the recovery of transcription. Moreover, DNA repair is similar among genes with different recovery of transcription and further regulation, besides DNA damage removal, must exist to promote resumption of RNA synthesis.

Le virus de la leucémie bovine (BLV) est un rétrovirus complexe B-lymphotrope, identifié comme l'agent étiologique de la leucose bovine enzootique, une maladie lymphoproliférative qui affecte le bétail. L'infection par le BLV se caractérise par l'absence de virémie due à la latence du virus dans la majorité des cellules infectées. Cette latence résulte de la répression transcriptionnelle de l'expression virale in vivo et favorise très probablement le développement tumoral en permettant aux cellules infectées d'échapper à la réponse immunitaire développée par l'hôte infecté. Dès lors, une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires régulant la latence du virus BLV ainsi que sa réactivation devrait permettre d'envisager de nouvelles stratégies afin de contrer le processus de transformation cellulaire développé par cet oncovirus.<p><p>Notre laboratoire a précédemment mis en évidence le rôle de l’acétylation des histones dans la régulation transcriptionnelle du BLV. Au cours de ce travail, nous avons poursuivi l’étude du contrôle épigénétique de l’expression génique du BLV en nous focalisant sur une autre modification épigénétique généralement associée à la répression des gènes :la méthylation de l’ADN. Nous avons montré une activation transcriptionnelle du promoteur BLV par différents inhibiteurs de la méthylation de l’ADN. Nous avons également mis en évidence, grâce à la technique du séquençage au bisulfite de sodium, que l’hyperméthylation des régions U3 et R du LTR5’ d’un provirus intégré est associée à un état de latence vraie dans une lignée cellulaire dérivée d’un lymphome (La lignée L267) mais pas à un état de latence dite défective (la lignée YR2). La surexpression des méthyltransférases de l’ADN (DNMTs) DNMT1 et 3A mais pas DNMT3B répriment l’activité du promoteur BLV. Plus encore, les inhibiteurs de DNMTs augmentent de manière synergique l’activation transcriptionnelle du promoteur BLV par la protéine transactivatrice TaxBLV, et ce, de manière dépendante des sites CRE. Au niveau mécanistique, la méthylation des dinucléotides CpG situés aux positions -154 et -129 (situés dans les sites CRE1 et CRE2, respectivement) par rapport au site d’initiation de la transcription (nucléotide +1) abolit in vitro la liaison des facteurs de transcription CREB/CREM/ATF aux sites de liaison CRE1 et CRE2. De manière intéressante, la méthylation spécifique du site CpG -129 est suffisante pour induire une forte répression de l’expression d’un gène rapporteur contrôlé par le promoteur BLV, ce qui suggère que la méthylation d’un site spécifique du promoteur BLV peut réprimer la transcription virale par inhibition directe de la liaison de facteurs de transcription à leur site de reconnaissance et, dès lors, que la méthylation de l’ADN contribue à la latence virale permettant au virus d’échapper au système immunitaire. <p><p>Notre laboratoire a précédemment déterminé la structure chromatinienne du promoteur du BLV et a mis en évidence la présence de deux sites hypersensibles au sein du LTR5’, inductibles par une combinaison de PMA+ionomycine. Au cours de la seconde partie de notre thèse, nous avons étudié la structure chromatinienne de la région située entre les deux LTRs au sein de provirus intégré dans différentes lignées cellulaires chroniquement infectées, grâce à la technique de l’indirect-end-labelling. Nous avons mis en évidence, dans le génome du provirus intégré dans la lignée cellulaire YR2, trois sites hypersensibles situés respectivement en aval du gène env (SH3) et en amont du LTR3’ (SH4 et SH5). La présence de ces sites est probablement due à l’altération locale de la structure nucléosomale dans ces régions. Nous avons observé qu’un remodelage de la structure chromatinienne de la région hypersensible SH3 dans la lignée YR2 se produit durant l’activation de l’expression génique par un inhibiteur d’histone-désacétylases, la TSA. Nous avons également étudié la structure de la région hypersensible SH3 d’un provirus intégré dans une lignée cellulaire productrice de virions, la lignée NBC-13. L’extension de la région SH3 est similaire à celle observée dans les cellules YR2 en conditions induites par la TSA. Ces résultats suggèrent une transition structurale de la chromatine associée à l’activation de l’expression des gènes viraux. Néanmoins, cette région possède les caractéristiques d’un silencer transcriptionnel lorsqu’il est cloné dans un vecteur rapporteur. <p> / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

La TriméthylGuanosine Synthase 1 de levure (Tgs1) à été identifiée à la suite d’un criblage double hybride en utilisant l’extrémité basique carboxy-terminale de la protéine SmB, cœur des snRNP, comme appât. Il a été également montré que Tgs1 interagit spécifiquement avec le domaine carboxyl-terminal basique KKD/E des protéines Nop58p et Cbf5p, deux composants protéiques du coeur des snoRNP. Le gène TGS1 n’est pas essentiel mais sa délétion confère un phénotype de cryo-sensibilité associé à un léger défaut d’épissage à basse température, associé à la rétention de U1 dans le nucléole. La recherche de substrats pour cette protéine a montré que Tgs1p est capable de méthyler la coiffe monométhylée des snARN et des snoARN transcrits par l’ARN polymérase II. La grande majorité des snoARN joue un rôle dans la sélection des sites de modifications de plusieurs classes d’ARN. Certains, par contre, sont impliqués dans la voie de synthèse des ribosomes, un processus comprenant de multiples étapes de clivages endo- et exoribonucléotidiques et ayant lieu dans le nucléole où les facteurs impliqués dans ces réactions se concentrent en plusieurs domaines distincts. Le point de départ de ce travail de thèse a été de tester un possible rôle de Tgs1p et/ou de la triméthylation dans la biosynthèse du ribosome.<p><p>Dans un premier temps, l’analyse du processing des ARN ribosomiques dans la souche délétée pour TGS1 nous a permis de mettre en évidence l’implication de Tgs1 dans la formation de l’ARNr de la petite sous-unité, l’ARNr 18S. Des mutants catalytiques de Tgs1, incapables de reconnaître et de modifier les coiffes m7G, ont été crées. L’analyse de la voie de biogenèse des ribosomes dans ces souches ne présente pas les défauts constatés dans la souche délétée, révélant que c’est la protéine et non sa fonction catalytique qui est requise. De plus, ces mutants sont autant défectueux dans l’épissage des ARN messagers, excluant toute implication du défaut d’épissage dans le ralentissement de la voie de biogenèse des ribosomes observé dans la souche délétée. L’ultrastructure des souches délétées pour TGS1 observée en microscopie électronique nous a permis de mettre en évidence un effet de l’absence de Tgs1 sur la morphologie nucléolaire. En effet, le nucléole dans ces souches ne présente plus de nucléole structuré, bi-compartimenté. Les analyses en microscopie à fluorescence ont confirmé la disparition de la ségrégation des deux compartiments nucléolaires, suggérant que le défaut dans la biogenèse des ribosomes puisse être une conséquence de la perte de cohérence du nucléole.<p>La caractérisation de l’environnement physique et fonctionnel de Tgs1 a été entreprise afin de mettre à jour des fonctions additionnelles de la protéine. Diverses approches ont été envisagées: la recherche de partenaires physiques par l’emploi d’un allèle de TGS1 étiquetté TAP permettant la purification puis l’analyse de partenaires physiques ainsi que la recherche de partenaires fonctionnels par la méthode du crible synthétique létal. La recherche de partenaires physiques a permis de révéler l’existence d’un grand nombre d’ARN non codants coprécipités avec Tgs1. Certains sont des substrats connus de la protéine mais un grand nombre d’ARN ne possédant pas de coiffes monométhylées. La recherche de partenaires fonctionnels a permis la découverte de candidats synthétiques létaux appartenant à deux groupes, un groupe lié à l’épissage des ARN messagers et un autre groupe constitué de membres du complexe SWR1, complexe impliqué dans la régulation transcriptionnelle par modification de la chromatine. Lors de ce crible de candidats synthétiques létaux, il est apparu que la délétion de TGS1 restaure partiellement le défaut de croissance à chaud induit par la délétion du gène RRP47, dont le produit est impliqué dans la maturation de l’extrémité 3’ de plusieurs types d’ARN non codants. Les travaux préliminaires effectués ne permettent pas encore d’expliquer un tel phénotype.<p><p>Au cours de ce travail de thèse, nous avons pu répondre à un certain nombre de questions sur la fonction et le rôle de Tgs1 dans la cellule. La fonction catalytique de Tgs1 dans la méthylation des coiffes m7G est clairement nécessaire à l’efficacité de l’épissage des ARN messagers mais le rôle de la triméthylation de la coiffe des snoARN n’est pas élucidé à ce jour. Le fait que la fonction catalytique de Tgs1 n’est pas impliquée dans le défaut dans la biogenèse des ribosomes et la découverte du rôle de la protéine dans la morphologie nucléolaire, laisse entrevoir l’existence de fonctions additionnelles de Tgs1 dans la cellule. La caractérisation de son environnement physique et fonctionnel abonde justement dans ce sens, mettant à jour plusieurs interactions probablement liées à sa fonction catalytique, notamment dans l’épissage des ARN messagers mais également un grand nombre d’interactions impliquant la participation de Tgs1 dans d’autres voies métaboliques. <p><p> / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Dans les cellules eucaryotes, l’expression d’un gène peut être régulée à de nombreux niveaux. Les études réalisées sur le contrôle de l’expression génique se sont généralement intéressées aux mécanismes de contrôle transcriptionnel. Cependant de nombreux exemples mettent de plus en plus en évidence l’importance des mécanismes post-transcriptionnels dans cette régulation. Les contrôles post-transcriptionnels de l’expression génique reposent essentiellement sur des interactions spécifiques entre les régions 5’ et 3’ non traduites de l’ARNm et des protéines agissant en trans qui contrôlent spécifiquement la maturation des ARNs messagers (ARNms), leur localisation cytoplasmique, leur stabilité et/ou leur traduction. Les éléments riches en adénine et en uridine (ARE), localisés dans la région 3’ non traduite de nombreux ARNms, font partie des séquences régulatrices les plus étudiées. Elles sont notamment présentes dans les ARNms codant pour des cytokines et des proto-oncogènes. Les protéines de liaison à l’ARN jouent donc un rôle central dans la régulation de l’expression des gènes. Les protéines TIA-1 et TIAR appartiennent à la famille des protéines qui fixent l’ARN et qui contiennent des domaines RRM (RNA Recognition Motif). Elles sont impliquées dans des mécanismes permettant la régulation de l’expression génique tels que l’épissage alternatif et la traduction. En particulier, elles participent à l’arrêt général de la traduction qui accompagne un stress environnemental en séquestrant les ARNms poly(A)+ non traduits dans des foci cytoplasmiques appelés granules de stress (SGs). Elles sont également impliquées dans la répression traductionnelle d’ARNms spécifiques en liant les ARE présents dans les extrémités 3’ non traduites de certains ARNms, et notamment des ARNs messagers codant pour le TNF-α et la cyclooxygénase-2 (Cox-2). L’invalidation des gènes tia-1 et tiar chez la souris conduit à une létalité embryonnaire élevée suggérant que ces protéines jouent également un rôle important au cours de l’embryogenèse. Afin de comprendre les mécanismes par lesquels les protéines TIA-1 et TIAR remplissent leurs différentes fonctions, nous avons réalisé un criblage par la technique du double hybride en levure afin d'identifier des partenaires d’interaction de ces deux protéines. Les protéines TIA-1 et TIAR interagissent avec les protéines FBPs (Fuse Binding Proteins). Celles-ci participent notamment à la maturation et à la dégradation des ARNs. Nous avons montré que les protéines FBPs co-localisent parfaitement avec TIA-1 dans le noyau et migrent dans les granules de stress en réponse à un stress oxydatif. De plus, des expériences de retard de migration sur gel réalisées à partir d’extrait cytosolique de macrophages ont montré que les protéines FBPs sont présentes dans le même complexe liant l’ARE du TNF-α que TIA-1. Enfin, la surexpression du domaine de liaison à l’ARN KH3 de FBP2 en fusion à l’EGFP induit la séquestration spécifique des protéines TIA-1 et TIAR dans des foci cytoplasmiques, empêchant ainsi leur accumulation nucléaire. Nos résultats indiquent que les protéines TIA-1/R et FBPs pourraient être fonctionnellement impliquées dans des étapes communes du métabolisme de l’ARN dans le noyau et/ou le cytoplasme. / Doctorat en sciences, Spécialisation biologie moléculaire / info:eu-repo/semantics/nonPublished

La méthylation des cytosines de l’ADN est un niveau de contrôle essentiel de la transcription génique. Elle joue un rôle primordial dans plusieurs étapes du développement comme l’inactivation du chromosome X et l’empreinte génomique. De plus, il est de plus en plus évident que la méthylation de l’ADN participe à la cancérogenèse.<p><p>Actuellement, le monde de la méthylation de l’ADN n’en est encore qu’à l'aube de son histoire. En effet, les mécanismes moléculaires la gouvernant sont encore peu connus. La méthylation de l’ADN est caractérisée par deux concept clés :le verrouillage de la transcription des gènes et le ciblage en des régions spécifiques du génome. Au cours de notre travail de thèse de doctorat, nous avons poursuivi les avancées réalisées dans ces deux domaines.<p><p>Dans un premier temps, nous nous sommes attachés à l’étude de la répression transcriptionnelle entraînée par la méthylation de l’ADN. Grâce à plusieurs études récentes, il paraît de plus en plus clair que la méthylation agit de paire avec la structure de la chromatine. Nous avons donc concentré nos recherches sur l’interconnexion de celle-ci avec deux machineries impliquées dans la régulation de son degré de compaction :la désacétylation et la méthylation des histones. Par diverses expérimentations, nous avons démontré un lien étroit entre ces machineries répressives pour l’imposition d’un état silencieux de la transcription.<p><p>Dans la deuxième partie de ce travail, nous avons dirigé notre attention sur le ciblage des Dnmt. Pour cela, nous avons mené deux stratégies de front. La première est une approche ciblée et consiste en l’étude de l’association des Dnmt avec l’oncoprotéine bien connue, Myc. La seconde approche est plus large. Grâce à l’utilisation de la technique du double hybride en levure, nous avons identifié de nouveaux partenaires des Dnmt, dont un qui pourrait s’avéré particulièrement intéressant :le protéine Cart1 (cartilage homeoproteine 1) impliquée dans le développement du système nerveux central.<p><p>En conclusion, notre travail de doctorat devrait permettre une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires de la méthylation de l’ADN ainsi que son implication dans les divers processus physiologiques mais aussi pathologiques auxquels elle participe.<p> / Doctorat en sciences biomédicales / info:eu-repo/semantics/nonPublished

L’expression d’un gène donné est généralement le résultat de la dualité qui existe entre l’activation et la répression transcriptionnelle de ce gène. Au laboratoire, nous tentons de mieux comprendre la régulation de la transcription génique, et c’est dans ce cadre que nous étudions certaines protéines qui appartiennent à la famille de facteurs de transcription Ets.<p>Ces derniers sont caractérisés par un domaine de liaison à l’ADN hautement conservé, le domaine ETS, qui se lie sur les promoteurs de leurs gènes cibles au niveau de sites comportant le motif central 5’- GGAA/T -3’. <p>Certaines de ces protéines ont été montrées comme étant impliquées dans des processus du développement normal et cancéreux. <p><p>Dans la première partie de ce travail, nous avons étudié le facteur transcriptionnel Fev dont l’expression est restreinte au noyau du raphé dans le cerveau, à la prostate et à l’intestin grêle. Nous avons participé à la caractérisation fonctionnelle de ce facteur permettant de le définir comme répresseur transcriptionnel. Plus particulièrement, nous avons identifié la partie carboxy-terminale riche en résidus alanine comme étant impliquée dans la répression. Afin de mieux comprendre le mécanisme moléculaire qui régit la répression induite par Fev, nous avons tenté d’identifier les partenaires protéiques impliqués dans ce processus transcriptionnel. Dans un premier temps, nous avons montré que Fev interagit physiquement avec les co-répresseurs transcriptionnels à activité histone désacétylase HDAC1 et HDAC3. Aussi, nous proposons de définir le rôle biologique de cette interaction. Par la suite, nous avons utilisé le système de criblage de banques par « double hybride en levures ». En utilisant comme appât soit Fev, soit sa partie carboxy-terminale, nous avons isolé plusieurs candidats interacteurs, dont la protéine DP103 qui est impliquée dans la régulation transcriptionnelle induite par d’autres facteurs de transcription de la famille Ets. Après avoir montré par co-immunoprécipitation que Fev interagit avec DP103, nous tentons de mettre en évidence la fonctionnalité de cette interaction. <p><p>Dans la seconde partie de ce travail, nous avons étudié Erm, un activateur transcriptionnel de la famille Ets, qui est exprimé dans certains types de tumeurs, telles que les cancers mammaires métastatiques, et qui y régule l’expression de métalloprotéases. Ce facteur joue aussi un rôle régulateur dans les lymphocytes CD4+ T helper de type 1 (Th1) via l’interleukine-12. Néanmoins, les cibles ainsi que le rôle de Erm ne sont pas encore clairement identifiés dans les lymphocytes. Dans cette partie du travail, nous avons initié une étude sur les voies de signalisation impliquées dans la régulation transcriptionnelle de Erm. Nous avons montré que dans la lignée cellulaire Molt4 d’origine lymphoblastique ce facteur de transcription est la cible de la cascade de signalisation impliquant la famille des protéines kinases C (PKC). Grâce à l’utilisation d’inhibiteurs spécifiques des différentes sous-familles des PKC, nous avons montré que la transcription de Erm est régulée par les PKC conventionnelles. Aussi, après avoir isolé un fragment de 0,5 Kpb du promoteur de Erm, en amont de l’exon 1a, nous avons identifié une région régulatrice qui est activée par la voie des PKC. <p><p>Ainsi, les approches que nous avons développées dans ce travail nous ont permis de progresser dans la caractérisation des facteurs de transcription Fev et Erm. / Doctorat en sciences biomédicales / info:eu-repo/semantics/nonPublished

RNA polymerase II (Pol II) is the enzyme responsible for the synthesis of all mRNAs in eukaryotic cells. As the central component of the eukaryotic transcription machinery, Pol II is the final target of transcription regulatory pathways. While the role for different Pol II associated proteins, co-activators and general transcription factors (GTFs) in regulation of transcription in response to different stimuli is well studied, a similar role for some subunits of the core Pol II is only now being recognized. The studies reported in this thesis address the role of the fourth largest subunit of Pol II, Rpb4, in transcription and stress response using Saccharomyces cerevisiae as the model system. Rpb4 is closely associated with another smaller subunit, Rpb7 and forms a dissociable complex (Edwards et al. 1991). The rpb4 null mutant is viable but is unable to survive at extreme temperatures (>34ºC and <12ºC) (Woychik and Young, 1989). This mutant has also been shown to be defective in activated transcription and unable to respond adequately to several stress conditions (Pillai et al. 2001; Sampath and Sadhale, 2005). In spite of wealth of available information, the exact role of Rpb4 in transcription process remains poorly understood. In the present work, we have used genetic, molecular and biochemical approaches to understand the role of Rpb4 as described in three different parts below: I. Role of Rpb4 in various pathways related to Transcription Elongation The genome-wide recruitment study of RNA pol II in presence and absence of Rpb4 has indicated role of Rpb4 in transcription elongation (Verma-Gaur et al. 2008). However, a recent proteomics based report has argued against it (Mosley et al. 2013). To address this conflict and understand Rpb4 functions, we monitored recruitment of RNA pol II on a few individual long genes in wild type and rpb4∆ cells. It was observed that RNA pol II recruitment on genes with longer coding regions is not significantly affected in rpb4∆ as compared to wild type thus ruling out role of Rpb4 in transcription elongation of these genes. However, our genetic interaction studies have shown a strong interaction (synthetic lethality) between RPB4 and the PAF1 and SPT4 genes, the products of which code for well-known transcription elongation factors. The studies based on Rpb4 overexpression in mutants for elongation factors, 6-Azauracil sensitivity of cells, effect of Dst1 overexpression in rpb4∆ cells and mitotic recombination rate in rpb4∆ cells have indicated functional interactions of Rpb4 with many of the transcription elongation factors. II. Studies on Genetic and Functional Interactions of Rpb4 with SAGA Complex in Promoter- Specific Transcription Initiation To carry out transcription, RNA pol II depends on several general transcription factors, mediators, activators, co-activators and chromatin remodeling complexes. In the present study, we explored the genetic and functional relationships between Rpb4 and the SAGA complex of transcription machinery, to gain some insight on the role of Rpb4 during transcription. Our chromatin immunoprecipitation data suggest that RNA pol II does not associate with promoters of heat shock genes during transcription activation of these heat stress induced genes in absence of Rpb4. SAGA coactivator complex is required for RNA pol II recruitment and transcription activation of these genes (Zanton and Pugh, 2004). However, recruitment of the SAGA complex at promoters of these heat shock genes was not affected in rpb4∆ cells after heat stress. Our genetic interaction analysis between RPB4 and components of SAGA complex (spt20∆) showed synthetic lethality indicating that fully functional Rpb4 and SAGA complex are required for cellular functions in the absence of heat stress and the simultaneous deletion of factors in the two complexes leads to cell death. III. Role of Rpb4 in phosphorylation cycles of Rpb1-CTD The C-Terminal Domain (CTD) of Rpb1 protein of RNA pol II undergoes several rounds of phosphorylation cycles at Ser-2 and Ser-5 residues on its heptad repeats during transcription. These phosphorylation marks are to be erased before the start of next round of transcription. Using protein pull down assay, we observed that hyperphosphorylated form of Rpb1 is reduced in rpb4∆ as compared to that seen in wild type cells among the free RNA pol II molecules. The level of Rpb2 protein was unaffected in both wild type and rpb4∆. These preliminary data hints at role of Rpb4 in the regulation of Rpb1 phosphorylation.

La régulation transcriptionnelle des gènes constitue une étape clef de la biologie cellulaire. Parmi les mécanismes impliqués dans la répression génique, les modifications épigénétiques jouent un rôle fondamental. Deux machineries épigénétiques, la méthylation de l’ADN et les protéines du groupe Polycomb, établissent des profils moléculaires qui permettent de distinguer les formes active et inactive de la chromatine. L’établissement et la maintenance de la répression épigénétique des gènes interviennent dans de nombreux processus liés au développement tant biologiques (inactivation du chromosome X chez les mammifères femelles, empreinte génomique ou encore l’expression de gènes tissus-spécifiques) que pathologiques (cancers). <p><p>Au cours de notre thèse de doctorat, nous nous sommes attachés à l’étude des mécanismes par lesquels la méthylation de l’ADN est ciblée en des régions génomiques précises et participe à la répression de l’expression des gènes. La méthylation de l’ADN est catalysée par des enzymes, appelées méthyltransférases de l’ADN (DNMTs), qui transfèrent des résidus méthyls sur les cytosines. Cette modification chimique covalente constitue un niveau de contrôle transcriptionnel important :il existe une corrélation entre méthylation de l’ADN et répression de l’expression génique au niveau de sites génomiques spécifiques. En outre, il semble de plus en plus clair qu’une méthylation aberrante de l’ADN participe au processus de cancérogenèse. A l’heure actuelle, les mécanismes moléculaires par lesquels la méthylation contribue au développement, à la différenciation et à la répression génique restent peu connus. Les données de la littérature suggèrent l’existence d’un lien étroit entre la méthylation de l’ADN et la structure de la chromatine. Celle-ci est notamment régulée par des modifications post-traductionnelles des histones. Il apparaît de plus en plus évident que la méthylation de l’ADN et les modifications des histones prennent part à une «boucle de répression» assurant le maintien et la propagation d’états épigénétiques répressifs. L’étude des mécanismes de la répression médiée par les DNMTs s’avère donc étroitement liée à celle de la structure de la chromatine.<p><p>Dans ce contexte, notre travail de thèse est basé sur l’hypothèse selon laquelle les deux principaux systèmes épigénétiques, la méthylation de l’ADN et les protéines Polycomb, agiraient de concert. Les protéines Polycomb participent au système de mémoire cellulaire, régulent l’expression et la différenciation, agissent sous forme de complexes multimériques associés à la chromatine et interviennent dans le contrôle de la prolifération cellulaire. Au cours de notre travail, nous nous sommes particulièrement intéressé à la protéine Polycomb EZH2 (Enhancer of Zeste) parce qu’elle possède une activité méthyltransférase d’histone sur les 27 de l’histone H3, impliquée dans la répression transcriptionnelle. <p><p>Dans un premier temps, nous avons mis en évidence un lien mécanistique entre les deux machineries épigénétiques principales, méthylation de l’ADN et protéines du groupe Polycomb. Nous avons montré qu’EZH2 interagit in vivo avec les DNMTs et purifie une activité méthyltransférase de l’ADN in vitro. Des expériences d’immunoprécipitation de la chromatine indiquent que les DNMTs fixent les régions promotrices de gènes cibles de EZH2 et que cette liaison est dépendante de la présence d’EZH2. Par ailleurs, l’analyse des promoteurs cibles d’EZH2 par séquençage au bisulfite suggère qu’EZH2 semble également requise pour la méthylation de l’ADN de ces séquences. Nos résultats permettent l’ébauche d’un modèle où EZH2 agit comme une plateforme de recrutement pour les DNMTs (Viré et al. Nature 2006).<p><p>Dans la deuxième partie de notre travail, nous avons investigué le rôle de MeCP2 dans ce modèle. MeCP2 est une protéine à domaine MBD (methyl-binding domain) qui se fixe sélectivement aux cytosines méthylées. Le recrutement de MeCP2 représente un mécanisme majeur par lequel la méthylation de l’ADN réprime la transcription. Nos données montrent que MeCP2 interagit avec EZH2 in vitro et in vivo et que ces protéines fixent des régions promotrices communes. De plus, le niveau de méthylation des cytosines semble prérequis à la présence d’EZH2. Ce travail suggère que MeCP2 puisse recruter EZH2 à la chromatine et renforcer un état réprimé de la chromatine en agissant comme un pont entre deux modifications épigénétiques essentielles, la méthylation de l’ADN et les proteins Polycomb (Viré et al. soumis). <p>En conclusion, notre travail de doctorat devrait permettre un meilleure compréhension des mécanismes moléculaires de l’épigénétique et plus particulièrement de cerner comment la méthylation de l’ADN est intimement connectée au remodelage de la chromatine, participe à la répression transcriptionnelle, est spécifiquement ciblée au sein du génome et contribue au développement et à la cancérogenèse.<p><p> / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished