Exploring the Xist/XIST regulatory network : characterization of a conserved rol of YY1 in the monoallelic over-expression of this gene

• Auteur / Autrice : Mélanie Makhlouf
• Direction : Claire Rougeulle
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génomes, épigénomes, destin cellulaire
• Date : Soutenance en 2012
• Etablissement(s) : Paris 7

Mots clés

Mots clés contrôlés

Gènes liés au chromosome X

Cellules souches embryonnaires

Régulation de l'expression des gènes au cours du développement

Chromosome X

génétique

Inactivation du chromosome X

Résumé

Chez les mammifères, le développement embryonnaire précoce des femelles s'accompagne de Tinactivation transcriptionnelle d'un de leurs deux chromosomes X. Ce processus est initié par un ARN non codant, Xist, à la suite de son expression mono-allélique. Chez la souris, si des éléments impliqués dans l'activation de Xist commencent à être identifiés, les mécanismes moléculaires sous-tendant sa régulation allélique différentielle restent largement incompris. Mon travail de thèse a consisté à identifier des facteurs impliqués directement dans le contrôle de l'expression asymétrique de Xist/XIST aussi bien chez la souris que chez l'humain. Par une approche combinée d'immunoprécipitation de chromatine et d'ARN interférence, j'ai pu mettre en évidence un rôle clé de YY1 dans l'activation transcriptionnelle de Xist. J'ai pu également montrer que YY1 était nécessaire à une initiation correcte de l'inactivation ainsi qu'au maintien de l'expression de Xist dans les cellules différenciées. YY1 lie Pallèle actif de Xist et cette liaison mono-allélique dépend de la méthylation de l'ADN. En outre, l'étude du profil de liaison de YY1 ainsi que des effets de la réduction des niveaux protéiques dans les cellules humaines m'ont permis de constater la conservation de la fonction de YY1 chez l'humain. Finalement, des analyses bioinformatiques indiquent que cette conservation semble s'étendre à d'autres mammifères euthériens. Mon travail de thèse a permis la caractérisation du premier activateur transcriptionnel de Xist/ XIST jouant un rôle dans régulation allélique de dernier. Il pose les bases moléculaires d'un réseau de contrôle commun aux mammifères placentaires, qui jusqu'à présents semblaient adopter des stratégies divergentes pour accomplir la mise en place d'un même mécanisme de compensation de dose.

In female mammals, early embryonic development is accompanied by the transcriptional inactivation of one of the two X chromosomes. The latter process strictly relies on the monoallelic upregulation ofXist, a long non-codinig RNA. Although several Xist activating elements have been recently identified in mouse, the molecular mechanisms underlying Xist differential allelic regulation remain poorly understood. My PhD project aimed at identifying factors directly involved in the control of Xist/XIST asymmetric expression in both mouse and human. Using chromatin immunoprecipitation and RNA interference, I uncovered a key role for YY1 in the transcriptional activation ofXist. I also showed that YY1 was necessary for the proper initiation of inactivation as well as for the maintenance of Xist expression in differentiated cells. YY1 binds exclusively the active Xist alle le. This monoallelic binding appears to be DNA-methylation dependent. Importantly, the characterization of YY1 binding profiles in human cells, in addition to knockdown experiments revealed a conserved function of YY1 in human. Ultimately, our bioinformatics analysis predicted that this conservation broadens to other eutherian mammals. My PhD work allowed thé characterization of thé first transcriptional activator of Xist/XIST involved in an allelic régulation. It defines the molecular basis of a common regulatory network between placental mammals, which appeared up to now to adopt divergent strategies for achieving the establishment of a same dosage compensation mechanism.