Inheritance and evolution of epigenetic reprogramming in Mammalian germ cells

par Antoine Molaro

Thèse de doctorat en Biologie. Génétique

Sous la direction de Gregory J. Hannon.

Soutenue en 2012

à Paris 6 .

  • Titre traduit

    Hératabilité et avolution de la reprogrammation epigénétique des cellules germinales chez les Mammiferes


  • Résumé

    Chez les mammifères, les cellules germinales sont induites à partir des tissus somatiques de l’embryon post-implantatoire. Les cellules germinales primordiales nouvellement induites voient l’ensemble de leurs marques de méthylation de l’ADN intégralement effacées puis rétablies de novo. Cette reprogrammation épigénétique rétablit leur pluripotence et leur permet d’acquérir les marques d’empreintes parentales. Chez les mâles, la méthylation de novo nécessite une voie d’ARN interférence impliquant les protéines PIWI et leurs petits ARNs associés (piRNAs). Les souris mutantes pour les protéines PIWIs sont stériles et présentent une méthylation incomplète des transposons. Nous avons généré des souris transgéniques permettant d’étudier les signaux nécessaires à la production des piRNAs. Nous montrons que des loci reprogrammés sont capable de produire des piRNAs exogènes. Nous avons ensuite étudié l’impact de la perte des piRNAs sur les profils de méthylation des spermatocytes : alors que la majorité du génome reste correctement méthylé, seul un nombre réduit de transposons, transitoirement réactivés dans les cellules germinales primordiales, semble être affecté. Troisièmement, nous avons identifié chez l’Homme des différences structurelles entre les profils de méthylation de novo des cellules ES et du sperme. Enfin, la comparaison des profils de méthylation du sperme d’Homme et de Chimpanzé a révélé que le génome et l’épigénome évoluent de manière distincte ou concertée selon les régions. Dans leur ensemble, nos résultats illustrent l’étonnante plasticité des interactions existantes entre le génome et l’épigenome au cours du développement et de l’évolution


  • Résumé

    During mammalian post-implantation development, germ cells are induced from the somatic tissues of the embryo. Following their induction, primordial germ cells undergo a genome-wide erasure and de novo re-establishment of DNA methylation marks. This epigenetic reprogramming re-instates pluripotency and allows parental imprints to be deposited. In the male germ line, a unique RNAi pathway involving PIWI proteins and their associated small RNAs (piRNAs) is necessary for proper de novo methylation. PIWI mutant mice are infertile and display methylation defects over transposon sequences. Using a transgenic approach, we investigated the signals necessary for piRNA production. We show that artificial piRNAs can be produced from reprogrammed loci outside of their native context. We then studied the genome-wide impact of piRNA loss on germ cell methylation. Whereas most of the genome is properly methylated, only a small group of transposons transiently reactivated in primordial germ cells is affected. Also we identified important structural differences in de novo methylation profiles between human sperm and ES cells. Finally, we compared sperm methylation profiles between human and chimpanzee and showed that the genome and the epigenome can evolve independently. Taken together, our results highlight the surprising plasticity of genome and epigenome interactions during development and evolution

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (140 p. )
  • Annexes : Bibliogr. p. 124-139. Réf. bibliogr. : 215

Où se trouve cette thèse\u00a0?

  • Bibliothèque : Sorbonne Université. Bibliothèque de Sorbonne Université. Bibliothèque Biologie-Chimie-Physique Recherche.
  • Consultable sur place dans l'établissement demandeur
  • Cote : T Paris 6 2012 109

Cette version existe également sous forme de microfiche :

  • Bibliothèque : Université de Lille. Service commun de la documentation. Bibliothèque universitaire de Sciences Humaines et Sociales.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : 2012PA066109
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.