Nouvelles voies de contrôle chromatinien des transposons et implication pour la stabilité des génomes

par Emeline Roger

Projet de thèse en Biologie cellulaire

Sous la direction de Déborah Bourc'his et de Gaël Cristofari.

Thèses en préparation à l'Université Paris sciences et lettres , dans le cadre de École doctorale Complexité du vivant , en partenariat avec Génétique et biologie du développement (laboratoire) et de Institut Curie (établissement opérateur d'inscription) depuis le 02-09-2019 .


  • Résumé

    Les éléments transposables (ETs), présents dans les génomes eucaryotes et procaryotes, sont des éléments génétiques mobiles. Chez l'homme et la souris, ils comptent pour près de la moitié du génome. Une majorité de ces éléments sont des rétrotransposons, utilisant un intermédiaire ARN lors de leur transposition. Certains d'entre eux sont toujours actifs et capables de transposition et représentent une menace pour l'intégrité des génomes. Le contrôle des ETs par l'organisme hôte s'exerce à chacune des étapes de leur transposition, la première ligne étant la transcription. De multiples voies chromatiniennes ont été impliquées dans la répression transcriptionnelle des ETs. Leur spectre d'action est souvent spécifique du type de famille d'ETs, de l'âge évolutif des ETs et du contexte cellulaire et développemental. Incidemment,le contrôle chromatinien des ETs est souvent altéré dans les cancers et ces éléments réactivés, en association avec une instabilité génomique accrue. L'identification de nouvelles voies essentielles au contrôle chromatinien des ETs peut ainsi mettre en lumière de nouveaux facteurs d'initiation ou de progression tumorales. Deux candidats, SPIN1 (Spindlin1) et SPINDOC (Spin1 docking protein), ont été récemment révélés par un crible génétique mené au sein du laboratoire de Déborah Bourc'his. SPIN1 est une protéine capable de lire les marques chromatiniennes activatrices de type H3K4me3, typiquement enrichies aux promoteurs. En liaison avec cette marque, SPIN1 agit comme un co-activateur transcriptionnel et stimule la voie Wnt, impliqué dans de multiples cancers. SPINDOC n'est connu que pour son interaction avec SPIN1. Sa fixation empêchant la reconnaissance des marques H3K4me3 et d'autres partenaires par SPIN1, le complexe SPIN1-SPINDOC agit alors comme répresseur transcriptionnel. Dans quelles mesures ces candidats sont-ils impliqués dans le contrôle des éléments transposables; comment exercent-ils leur rôle de répresseurs transcriptionnel; comment leur absence impacte-t-elle l'intégrité des génomes; existe-t-il d'autres facteurs impliqués dans le contrôle transcriptionnel des transposons ? Mon projet de thèse vise à répondre à ces questions essentielles via deux approches complémentaires : 1) une approche candidate menée in cellula et in vivo, utilisant des techniques d'édition du génome, de caractérisation phénotypique, de séquençages haut-débit et d'analyse transcriptomique et épigénomiques, et 2) une approche non biaisée, innovante, de capture chromatinienne complétée par spectrométrie de masse.

  • Titre traduit

    Novel chromatin pathway controlling transposable elements and impact on genome stability


  • Résumé

    Transposable elements (TEs) are mobile genetic elements accounting for almost half of humans and mice genomes. A majority of TEs use an RNA intermediary during their transposition and are therefore called retrotransposons. Some are still able to transpose and represent a threat for genome integrity. Host TEs regulation can happen on every step of their transposition cycle, especially through transcription. Several of these pathways includes chromatin regulation and target TEs depending on their family, their age and cell types. Incidentally, in cancer, they are often altered leading to reactivation of TEs, increasing genomic instability. Therefore, identifying new TEs regulation pathway may reveal new factors involved in tumor initiation or progression. Recently, two new candidates SPIN1 (Spindlin1) and SPIN.DOC (Spindlin docking protein) where revealed in the Bourc'his lab. SPIN1 can bind H3K4me3, a chromatin modification enriched at promoters, therefore stimulating notably Wnt signalling, linked to numerous cancer types. SPIN.DOC is only known to interact with SPIN1, blocking its interaction with H3K4me3 and other partners. In what extent are SPIN1 and SPIN.DOC involved in TEs repression; how their absence impact genome integrity; can other factors involved in transcriptional regulation of TEs be found? My thesis project aim at answering these questions though two approaches: 1) A candidate approach, in cellula and in vivo, using genome editing, phenotypic characterization, NGS and transcriptomic as well as epigenomic analyses; 2) a non biased, innovating approach of chromatin capture followed by mass spectrometry