Etude d'une nouvelle voie de mise en silence des gènes chez la levure saccharomyces cerevisiae

Characterization of a new pathway of gene silencing establishment in Saccharomyces cerevisiae

• Auteur / Autrice : Marion Dubarry
• Direction : Angela Taddei
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie
• Date : Soutenance le 21/09/2011
• Etablissement(s) : Paris 11
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Gènes, Génomes, Cellules (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2000-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Compartimentation et dynamique des fonctions nucléaires
• Partenaire(s) de recherche : Institut : Institut Curie (Paris ; 1978-....)
• Jury : Président / Présidente : Pierre Capy
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Angela Taddei, Pierre Capy, Valérie Doye, Philippe Pasero, Vincent Galy, Olivier Espéli
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Valérie Doye, Philippe Pasero

Mots clés

Mots clés contrôlés

ADN -- Réplication

Hétérochromatine

Mots clés libres

Hétérochromatine

Réplication

SIR

Rrm3

Organisation nucléaire

LacO

Heterochromatin

Replication

SIR

Rrm3

Nuclear organization

LacO

Résumé

Chez la levure à bourgeon, l’établissement de domaines silencieux pour la transcription nécessite la formation d’une structure, de type hétérochromatine, formée par le complexe SIR (Silencing Information Regulator). Les gènes soumis à la répression transcriptionnelle par ce complexe se trouvent aux sites cryptiques de détermination du type sexuel (HM) et dans les régions subtélomériques localisées à la périphérie nucléaire. Le recrutement des protéines Sir à ces sites nécessite la présence de séquences en cis comme les silencers ou les répétitions télomériques. Mon travail de thèse s’est attaché à l’étude d’une nouvelle voie d’établissement de la répression transcriptionnelle des gènes. En effet, nous avons démontré que la répétition en tandem de protéines fortement liées à l’ADN constitue un stress pour la fibre de chromatine. Ce stress induit le recrutement du complexe SIR favorisant ainsi la formation d’hétérochromatine et la mise en silence des gènes dans des régions normalement actives du génome. De plus, nous avons observé qu’en absence de l’ADN hélicase Rrm3, dont la fonction est de faciliter la progression de la fourche de réplication le long de la fibre de chromatine, la répression induite par ces complexes est exacerbée. Ce lien entre stress réplicatif et établissement de la répression transcriptionnelle a été observé, dans un premier temps, grâce à l’utilisation de systèmes artificiels (systèmes d’étiquetage des gènes : lacO/LacI et tetO/TetR). En outre, nous avons montré qu’un site naturel de pause de la réplication, tel qu’un gène codant un ARN de transfert, peut également favoriser la répression par les protéines Sir. De manière intéressante, à l’échelle du génome, nous avons pu observer le recrutement des protéines Sir dans des régions où la progression de la fourche de réplication est ralentie. Ainsi, nos données révèlent une nouvelle voie de mise en silence des gènes liant stress réplicatif et répression transcriptionnelle.

In budding yeast, the heterochromatin-like structure formed by the SIR complex (Silencing Information Complex) represses transcription. SIR mediated repression occurs at the cryptic mating type loci (HM) and subtelomeric regions localized at the nuclear periphery. The recruitment of the Sir proteins is induced by the presence of cis-acting elements as silencers or telomeric repeats.My doctorate work was focused on the characterization of a novel pathway of silencing establishment. Indeed, we have shown that arrays of tight DNA-proteins complexes lead to a chromatin stress. This stress induces the recruitment of the SIR complex and the establishment of stable heterochromatin-like domain at ectopic sites in the budding yeast genome. Moreover, this heterochromatinization is enhanced in cells mutated for Rrm3, a specialized DNA helicase acting ahead the fork to remove replication-impeding structures. Thus, we first observed a link between replication stress and silencing establishment by using artificial systems (gene tagging systems: lacO/LacI and tetO/TetR). Further, we have shown that tRNA genes, which are known to act as replication pause sites, can favor SIR-mediated repression. Interestingly, we found that Sir proteins are recruited where the replication fork progression is impeded at the genome wide scale. All together, these data reveal a novel mechanism for heterochromatin formation linking replication stress with gene repression.