Les protéines du groupe Polycomb (PcG) sont évolutivement conservées et sont des régulateurs chromatiniens responsables du maintien de la répression transcriptionnelle des gènes homéotiques (HOX) au cours du développement. Elles assurent ainsi une mémoire cellulaire. Cependant, ces protéines peuvent aussi cibler des gènes contrôlant le cycle cellulaire et la détermination du destin cellulaire. Au laboratoire, il a été montré que dans le disque imaginal d'œil de drosophile, plusieurs gènes de la voie de signalisation Notch sont réprimés par les protéines du PcG. La perte de fonction de ces dernières résulte en l'activation ectopique de Notch et en la formation de tumeurs néoplasiques. De manière intéressante, Notch n'est pas une cible des protéines du PcG dans les embryons. Ceci suggère qu'au cours du développement, les protéines du PcG pourraient être impliquées dans un contrôle dynamique de l'expression génique.L'objectif de ma thèse a été d'étudier le ciblage dynamique des protéines du PcG au cours du développement et de la différentiation tissulaire. Pour cela, j'ai effectué des expériences de ChIP dirigées contre des protéines du complexe PRC1 et pour la marque répressive H3K27me3 (typique du complexe PRC2) à partir de tissus larvaires : les disques imaginaux d'œil et d'aile. En comparant ces données aux données embryonnaires, nous avons découvert un néo-recrutement du système Polycomb spécifique du stade larvaire. Etonnamment, il existe plusieurs catégories de gènes cibles qui se distinguent sur la base de leurs profils de ChIP, ce qui suggère de nouveaux mécanismes de régulation par les protéines du PcG. En effet, certains gènes sont fixés uniquement par les protéines du PRC1 en l'absence de la marque H3K27me3 et inversement. Les 2 complexes PRCs pourraient donc agir indépendamment dans la régulation de l'expression génique. / Polycomb group (PcG) proteins are an evolutionarily conserved set of chromatin regulators implicated in stable long-term homeotic gene silencing. PcG proteins additionally bind and regulate genes implicated in cell cycle control or cellular fate determination, suggesting that PcG proteins can be involved in more dynamic regulation of target genes. Recent studies in Drosophila eye imaginal discs showed that PcG proteins can control cellular proliferation by repression of signalling genes, and that abrogation of this process promotes tumours. Interestingly, one of the regulated genes was not found to be a PcG target in embryonic tissues, suggesting that PcG-mediated gene regulation is dynamic throughout development. To gain a comprehensive view of the targeting of PcG proteins throughout development and to understand its role during tissue differentiation, we performed ChIP experiments in eye and wing imaginal discs for components of the PcG complex, PRC1, and the repressive histone mark H3K27me3 (deposited by the PcG complex, PRC2). Compared to embryo datasets, we find many novel PcG target genes, several with tissue-specific recruitment in eye or wing discs. Furthermore, we report new classes of PcG target genes based on their ChIP profiles, which may have implications for their modes of regulation. For example, some genes are bound only by PRC1 components (Pc, Ph), without the presence of H3K27me3, or vice versa, indicating that these complexes may play more independent roles in gene regulation than previously appreciated.

Mi trabajo ha estado enfocado en la implicación de los diferentes mecanismos epigenéticos de PML-RARa en la inducción de la leucemia promielocítica aguda (APL).En particular yo estudié el rol de MBD1, un miembro de la conservada familia de proteinas capaces de unirse al DNA metilado, demostrando que desempeña un papel importante en la progresión de la leucemia. De hecho, mostré que MBD1 es recruida por PML-RARa a sus promotores diana a través de los mecanismos mediados por HDAC3, participando por tanto en la represión transcripcional. Además, investigué hasta donde la metilación de la H3K27 mediada por Polycomb contribuye a la tumorgénesis mediada por PML-RARa. Demostré que PML-RARa dirige al PRC2 hacia el locus del tumor supresor causando la metilación de la H3K27. Fue interesante ser capaz de mostrar que tanto la metilación del DNA como la de las histonas era requerida para mantener el aberrante silencio génico. Esto apuntaba hacia una intercomunicación entre estos diferentes marcadores epigenéticos contribuyendo a la patología molecular de la leucemia. Resumiendo, estos resultados nos proporcionan elementos nuevos para comprender los mecanismos moleculares esenciales en la tumorgénesis y progresión de la APL. / My work was focused on the involvement of different epigenetic mechanisms in PML-RARa-induced acute promyelocytic leukemia (APL). In particular, I studied the role of MBD1, a member of a conserved family of proteins able to bind methylated DNA, demonstrating that has an important function in leukemia progression. Indeed, I showed that MBD1 is recruited by PML-RARa to its target promoters through an HDAC3-mediated mechanism, thus participating in transcriptional repression.. Furthermore, I investigated how far Polycomb-mediated H3K27 methylation contributes to PML-RARa mediated tumorigenesis. I demonstrated that PML-RARa targets the PRC2 to tumor suppressor loci causing H3K27 methylation. Interestingly, I was able to show that both DNA and histone methylation are required to maintain PML-RARa aberrant gene silencing, pointing towards a crosstalk among these different epigenetic layers that contributes to the molecular pathology of leukemia. In summary these results provide new insights into the molecular mechanisms underlying APL tumorigenesis and progression.