Des mutations dans ATRX, une protéine de remodelage de la chromatine, ont été associées, dans plusieurs études cliniques, avec la voie télomérase-indépendante de maintenance des télomères (voie ALT) dans plusieurs types de cancer. Grâce à des expériences d’immunoprécipitation de chromatine (ChIP), nous avons montré qu’ATRX était localisée au niveau subtélomérique de cellules tumorales humaines en culture. Nous avons également montré, par ChIP, que l’inactivation génétique d’ATRX provoquait une diminution des quantités de cohésine/SMC1 présentes dans les régions subtélomériques. L’inactivation d’ATRX a conduit en outre à une diminution des quantités de TERRA, transcrits non codants de l’ADN télomérique. Nos données suggèrent qu’ATRX pourrait établir des interactions fonctionnelles avec la cohésine au niveau de la chromatine subtelomérique afin de contrôler les niveaux de TERRA et que l’un ou l’autre de ces évènements pourrait avoir un rapport avec la voie ALT. / Mutations in ATRX, a chromatin remodeling protein, have been found, in several clinical studies, associated with the telomerase-independent ALT pathway of telomere maintenance in several types of cancer. Using chromatin immunoprecipitation (ChIP), we have shown that ATRX localized to subtelomeric regions of human tumor cells in culture. Cohesin has recently been shown to be part of telomeric chromatin. Here, using ChIP, we showed that genetic inactivation of ATRX provoked a diminution in the amount of cohesin in subtelomeric regions of telomerase-positive glioma cells. Moreover, inactivation of ATRX also led to a diminution in the amount of TERRAs, non-coding RNAs resulting from transcription of telomeric DNA. Our data suggest that ATRX might establish functional interactions with cohesin on subtelomeric chromatin in order to control TERRA levels and that one or the other or both of these events might be important for ALT mechanisms.

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.

Les TAS (Telomeric Associated Sequences) sont des régions sub-télomériques répétées non codantes formant un locus hétérochromatique chez Drosophila melanogaster. Il existe deux grandes familles de TAS, les TAS-R et les TAS-L possédant une structure et des propriétés différentes. Durant cette thèse, j'ai montré que les TAS dériveraient d'une séquence commune appelée TLL rapprochant ainsi les TAS-R et les TAS-L. Par ailleurs, une étude des populations de drosophiles récoltées récemment dans la nature a permis de montrer qu'il existe une pression de sélection pour la présence du TAS-X dans ces souches alors que celui peut être perdu quand les drosophiles sont maintenues dans les laboratoires pendant plusieurs générations. Le TAS-X pourrait avoir un rôle différent dans la nature. Par ailleurs, j'ai montré que les locus TAS permettent l'établissement de la répression des séquences qui s'y insèrent par la transmission de ses propriétés épigénétiques. Ce type de mécanisme pourrait être généralisé aux autres locus producteurs de piRNA du génome qui assurerait ainsi la répression d'un nouvel élément qui arriverait dans une " trappe génomique ". / TAS (Telomeric Associated Sequences) are heterochromatic subtelomeric region made of non coding repeated sequences in Drosophila melanogaster. There are two TAS families : TAS-R and TAS-L, with different structures and properties. In this study, we are showing that the TAS could have derived from a common sequence called TLL suggesting that TAS-R and TAS-L are more related than previously thought. Moreover, analysis of drosophila populations recently collected from the wild have shown that there is selection pressure for the presence of TAS-X in those lines, while this locus can be lost when flies are maintened in laboratory conditions for several generations. Thus TAS-X could have a special role in the wild. I have also shown that TAS loci transfer their epigenetic properties to the sequences that land in their loci, thereby establishing their repression. This kind of mechanism could be generalized to the other genomic piRNA producing loci that would ensure the repression of a novel element landing in a « genomic trap ».