L'organisation des génomes eucaryotes sous forme de chromatine constitue un élément de régulation essentiel de tous les processus cellulaires dépendants de l'ADN. Les facteurs intervenant sur cette organisation jouent donc un rôle crucial dans le bon fonctionnement et le maintien de l'identité des cellules et l'intégrité du matériel génomique. Le complexe NuA4/TIP60 est capable d'agir sur l'organisation de la chromatine de deux façons distinctes : premièrement en acétylant les histones H2A et H4 via sa sous-unité KAT5/Tip60, conduisant à une structure chromatinienne plus relâchée et accessible; deuxièmement en incorporant le variant d'histone H2A.Z dans la chromatine, conférant des propriétés particulières aux régions du génome concernées. NuA4/TIP60 joue ainsi un rôle central dans la régulation de nombreux processus cellulaires, en particulier l'expression des gènes et la réparation des dommages à l'ADN. Le complexe est composé d'au moins 17 sous-unités chez l'humain; les propriétés et fonctions de certaines de ces sous-unités restent à préciser dans le but de mieux comprendre comment NuA4/TIP60 régule l'organisation de la chromatine. Dans la première partie de mes travaux de doctorat présentés ici, nous avons cherché à clarifier la fonction du chromodomaine de KAT5/Tip60, la sous-unité catalytique du complexe. En effet des observations contradictoires avaient été rapportées dans la littérature, en particulier en ce qui concerne la capacité du chromodomaine à reconnaître des marques d'histones spécifiques. Nos résultats suggèrent que ce domaine régule plutôt l'activité acétyltransférase du complexe indépendamment des marques d'histones. Nous avons également caractérisé des mutations de KAT5/Tip60, dont l'une dans le chromodomaine, liées à un syndrome neurodéveloppemental chez plusieurs patients. Dans une deuxième partie, nous nous sommes intéressés à l'incorporation du variant d'histone H2A.Z au sein de la chromatine par NuA4/TIP60 et par un autre complexe, SRCAP. Nos résultats suggèrent que NuA4/TIP60 favorise l'un des paralogues de H2A.Z, H2A.Z.2, par rapport à H2A.Z.1, contrairement à SRCAP. Nous avons également identifié des partenaires spécifiques pour chaque paralogue de H2A.Z qui permettent d'expliquer une partie des rôles différents joués par ces paralogues dans la régulation de la transcription. Dans leur ensemble ces travaux contribuent à améliorer notre compréhension de la façon dont le complexe NuA4/TIP60 affecte l'organisation chromatinienne, et comment des perturbations de cette fonction peuvent entraîner des conséquences pathologiques sérieuses. / Eucaryotic genomes take the shape of chromatin, the organization of which affects all DNA-based cellular processes. Hence, factors involved in this organization are critical for maintaining proper cell function, identity, and genome integrity. The NuA4/TIP60 complex affects chromatin organization through two different mechanisms: first by acetylating histones H2A and H4 in chromatin, increasing its relaxation and accessibility; second by incorporating the histone variant H2A.Z into chromatin, assigning distinct properties to given genomic regions. NuA4/TIP60 therefore acts as a central regulator of many cellular processes, in particular gene expression and DNA damage repair. NuA4/TIP60 comprises at least 17 subunits, the functions and properties of many of which still need elucidating in order to better understand how the complex regulates chromatin structure. In the first part of my PhD project presented hereby, we aimed to clarify the function of KAT5/Tip60, the catalytical subunit of NuA4/Tip60. Contradictory results had been previously reported regarding the chromodomain ability to bind specific histone marks. Our results suggest that this domain instead regulates the acetyltransferase activity of NuA4/Tip60 independently of histone marks. We have also characterized mutations in KAT5/Tip60, one of them inside the chromodomain, linked to a rare neurodevelopmental syndrome. In the second part, we were interested in the incorporation of the histone variant H2A.Z in chromatin by NuA4/TIP60 as well as another complex, SRCAP. Our results suggest that NuA4/TIP60 favors one of the two H2A.Z paralogs, H2A.Z.2, over H2A.Z.1, as opposed to SRCAP which binds both equally. We also identified specific interactors for each paralog, which could explain in part how H2A.Z.1 and H2A.Z.2 regulate gene expression differently. Overall this work contributes to a better understanding of how NuA4/TIP60 regulates chromatin organization, and how disruption of these functions can lead to serious pathological outcomes.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LAVAL/oai:corpus.ulaval.ca:20.500.11794/109124 |
| Date | 03 February 2023 |
| Creators | Humbert, Jonathan |
| Contributors | Côté, Jacques |
| Source Sets | Université Laval |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | COAR1_1::Texte::Thèse::Thèse de doctorat |
| Format | 1 ressource en ligne (xx, 204 pages), application/pdf |
| Rights | http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 |
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