Caractérisation de marques épigénétiques liées au chromosome X inactif par des approches de FISH et d'immunocytochimie chez le bovin : Etude comparative du profil des histones H3 tri-méthylées sur la lysine 27 dans les embryons femelles obtenus par fécondation in vitro et transfert de noyau somatique

Study of epigenetic marks associated to the inactive X-chromosome by FISH and immunocytochemistry strategies in bovine : Comparison of Tri-Methylated Lysin 27 of histone H3 in female embryos produced by in vitro fertilization and somatic cell nuclear transfer

• Auteur / Autrice : Amandine Breton
• Direction : Jean-Marc Lelievre
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie cellulaire
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Versailles-St Quentin en Yvelines
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale des Génomes aux organismes (Versailles2000-2015)
• Jury : Président / Présidente : Bernard Mignotte
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Andràs Pàldi, Michel Strubin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Techniques de transfert nucléaire

Histone

Épigénétique

Chromosome X

Fécondation in vitro

Lysine

Mots clés libres

Epigenetic

Chromatin

Remodeling

Bovine

X-chromosome inactivation

Trimethylated lysin 27 of histone H3

In vitro fertilization

Somatic cell nuclear transfert

Résumé

Après fécondation, transfert d’une cellule somatique dans un ovocyte énucléé, l’organisation du génome et de la chromatine est remodelée et va changer au cours du développement. La faible réussite du clonage montre que la « reprogrammation » d’une cellule somatique est possible mais souvent incomplète ou anormale. Afin de suivre les changements d’organisation du noyau donneur femelle nous avons étudié le devenir du chromosome X inactivé, présent dans le noyau donneur femelle. Nous possédons des cellules femelles porteuses d’un transgène (HSP70Luciférase) inséré sur un des chromosomes X bovins. Même si son expression, inductible par choc thermique, reste inchangée que le transgène soit porté par le X inactif ou actif, le transgène permet de différencier les deux X de la cellule. Les histones H3 triméthylées sur la lysine 27 (H3K27me3), fortement concentrées sur le Xi dans le noyau interphasique de la cellule donneuse et dans les cellules embryonnaires au stade blastocyste ont servi de marqueur des changements d’organisation de la chromatine suite au clonage. La comparaison entre embryons normaux et clonés a démontré que dans les deux cas, H3K27me3 est transitoirement localisée dans les régions péricentromériques, lors de la remise en route du génome. Ces résultats diffèrent de ceux décrits chez la souris, où le clonage somatique à partir de fibroblastes est très inefficace, la dynamique de localisation de H3K27me3 semble être un bon marqueur du remodelage précoce du noyau somatique. La confirmation de ces résultats devrait bénéficier des progrès réalisés pour obtenir par ARN/ADN FISH les informations sur d’autres processus épigénétiques et sur l’expression de gènes du X.

After fertilization or somatic cell nuclear transfer (SCNT), the whole genome and chromatin of the celll undergo a remodeling process. During development, the organization will change again while the nucleus become diff erenciated. SCNT efficiency is low but « reprogramming » of a somatic cell happens, even in an incomplete or abnormal way. We focused on inactive X chromosome fate from female somatic cells and used it as a tool to investigate changes in chromatin organization during embryonic development. We possessed a female transgenic cell line carrying an HSP70 Luciferase transgene on one X-chromosome. The transgene expression induced by heat shock is not different from the inactive and the active X-chromosome but allowed us to decipher the two X-chromosome from the transgenic cell line. In an attempt to highlight some chromatin organization changes possibly linked to SCNT efficiency, we chose to follow the organization of the triméthylated lysine 27 of the histone H3 (H3K27me3), that is highly concentrated on the Xi in the interphasic nuclei of the female donor cells and in blastomeres at the blastocyst stage. Data from fertilized and SCNT embryos shows that in both kind of embryos, H3K27me3 is transiently localised in pericentromeric regions at the zygotic genome activation. These data provide new insights compared to mouse where the SCNT is not as efficient as in bovine. It seems that in bovine, H3K27me3 organization reflect the early process of remodeling endured by the somatic nucleus. These results would beneficiate of the improvement of the DNA and RNA FISH to input new informations from epigenetic processes and the X-linked genes expression.