Silent chromatin dynamics upon major metabolic transitions

par Micol Guidi

Thèse de doctorat en Biologie cellulaire et Génétique

Sous la direction de Angela Taddei.

Soutenue le 18-12-2015

à Paris 6 , dans le cadre de École doctorale Complexité du vivant (Paris) , en partenariat avec Dynamique du noyau (laboratoire) .

Le jury était composé de Saadi Khochbin, Paola Fabrizio, Susan Gasser, Teresa Teixeira.

  • Titre traduit

    Dynamique de la chromatine silencieuse sur différents états métaboliques


  • Résumé

    L'organisation tridimensionnelle du génome émerge comme un mécanisme de contrôle important dans la fonction génomique. Les études chez S. cerevisiae ont largement contribué à démontrer l'importance fonctionnelle de l'organisation nucléaire. Pendant la fermentation, les 16 chromosomes d'un noyau haploïde de S. cerevisiae sont organisées avec centromères liés à la SPB et télomères regroupés en 3-4 foyers localisés à la périphérie nucléaire. Cet organisation permet la concentration de protéines silencieuse (SIRS) et semble importants pour les fonctions du génome. Le but de mon travail de doctorat était d'étudier la chromatine télomérique silencieuse dans different transitions métaboliques.Nous avons constaté que le génome de cellules quiescente subit une réorganisation spatiale majeure suite à la source de carbone épuisement. Cette modification de l'architecture nucléaire est entraîné par le regroupement des télomères en un foyer unique (hypercluster) localisée au centre du noyau. Nous montrons également que cette réorganisation est un événement programmé déclenché par les espèces réactives de oxigen (ROS) produits lors de la respiration. Enfin, nous déclarons que l'excès d'activité Sir2 contrecarre le regroupement des télomères lors de la quiescence et a un rôle négatif sur la durée de vie en quiescence. Notre travail suggère que la réorganisation drastique du génome en ‘hypercluster’ de télomères favorise la survie lors de quiescence, et dénoue un lien entre le métabolisme, l'organisation nucléaire et le vieillissement.


  • Résumé

    The tri-dimensional organization of the genome emerges as an important, still poorly understood, control mechanism in genomic function. Studies in S. cerevisiae have broadly contributed to demonstrate the functional importance of nuclear organization. Upon logaritmic growth, the 16 chromosomes of a S. cerevisiae haploid nucleus are organized into the Rabl conformation, with centromeres bound at the SPB and telomeres grouped in 3-4 foci localized at the nuclear periphery. Telomere clusters allow the concentration of silencing proteins (SIRs) and appear important for genome functions. The aim of my doctorate work was to study telomeric silent chromatin upon major metabolic transitions. We found that the genome of long-lived quiescent cells undergoes a major spatial re-organization following carbon source exhaustion. This change in nuclear architecture is driven by the grouping of telomeres into a unique focus (hypercluster) localized in the center of the nucleus. We also show that this reorganization is a programmed event triggered by reactive oxigen species (ROS) produced upon early respiration and involves the DNA damage checkpoint pathway. Finally, we report that excess of Sir2 activity counteracts telomere clustering upon quiescence and has a negative role on chronological life span. Our work suggests that the drastic genome reorganization due to telomere grouping favors survival upon quiescence, and unravels a novel connection between metabolism, nuclear organization and aging.

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