Identification et analyse d'éléments cis-régulateurs impliqués dans les mécanismes de régulation transcriptionnelle des gènes au cours de la cardiogénèse chez la drosophile

Identification and analysis of actives cis-regulatory modules in the cardiac tube during embryogenesis in Drosophila melanogaster

• Auteur / Autrice : Denis Seyres
• Direction : Laurent Perrin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génomique et Bioinformatique
• Date : Soutenance le 06/11/2015
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole Doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Marseille)
• Jury : Président / Présidente : Jacques Van helden
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Nicolas Negre, Andrew Saurin
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jagla Krzysztof, Serge Plaza

Mots clés

Mots clés contrôlés

Apprentissage supervisé (intelligence artificielle)

Drosophiles

Coeur

Chromatine

Génomique

Bioinformatique structurale

Mots clés libres

Bio-Informatique

Génomique

Chromatine

Réseau de gènes régulateur

Transcription factor

Coeur

Drosophile

Chipseq

Apprentissage supervisé

Bioinformatics

Genomics

Chromatine

Gene regulatory network

Transcription factor

Supervised learning

Heart

Drosophila

Chipseq

Résumé

Comprendre comment l’expression des gènes est régulée spécifiquement dans chaque tissu et de manière dynamique au cours du temps demeure une étape centrale de notre compréhension de l’organogénèse. L’identification des éléments cis-régulateurs de la transcription de manière tissu-spécifique peut permettre de comprendre les règles logiques d’organisation du réseau de gènes régulateur et aussi d’identifier de nouveaux acteurs (facteurs de transcription notamment). L’analyse de marques de chromatine (H3K27ac et H3K4me3) spécifiquement dans les cardioblastes (104 cellules) au cours de la différentiation a permis l’identification en masse de régions cis-régulatrices de la transcription. Via une approche d’apprentissage, de nouvelles régions régulatrices spécifiques des cardiomyocytes ainsi que 2 nouveaux facteurs de transcription (bagpipe, hamlet) ont été identifiées. L’alignement multiple des régions régulatrices suggère que les régions associées à H3K27ac dans les cellules cardiaques durant ces étapes de l’organogénèse partagent une séquence consensus. Ces nouveaux éléments régulateurs viennent compléter le réseau de gène régulateur au cours des étapes tardives de la cardiogénèse.

Understanding how gene expression is spatio-temporally regulated remains a crucial step in our understanding of organogenesis. Identification of transciptional cis-regulatory elements in a tissu-specific manner could allow to understand logical rules leading regulatory network organisation and to identify new actors (in particular transcription factors). Analysis of chromatin marks (H3K27ac and H3K4me3) specifically in cardiac cells (104 cells) during differentiation allowed the identification of transcriptional cis-regulatory regions. Via a machine learning approach, new cardiac specific regulatory regions and two transcription factors (bagpipe and hamlet) have been identified. Multiple sequence alignment of regulatory regions suggests that regions associated to H3K27ac in cardiac cells during these steps of organogenesis share a consensus sequence. These new regulatory elements integrate and complete the gene regulatory network underlying late steps of cardiogenesis.