Rôle des facteurs chromatiniens PRC1 dans la robustesse des programmes de différenciation neuronaux chez C. elegans

Role of PRC1 chromatin factors in the robustness of neuronal differentiation programs in C. elegans

• Auteur / Autrice : Guillaume Bordet
• Direction : Vincent Bertrand
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie
• Date : Soutenance le 16/10/2017
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Marseille)
• Jury : Président / Présidente : Sophie Chauvet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sébastien Darras
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Chatal Wicky, Valérie Robert

Mots clés

Mots clés contrôlés

Différenciation cellulaire

Transcription génétique

Chromatine

Caenorhabditis elegans

Neurones

Mots clés libres

C. elegans

Neurone

Developpement

Prc1

Chromatine

Destinée cellulaire

Différenciation

Transcription

C. elegans

Neuron

Development

Prc1

Chromatin

Cell fate

Differentiation

Transcription

Résumé

L’acquisition et le maintien de l’identité d’un neurone sont assurés par des facteurs de transcription terminaux exprimés durant toute la vie du neurone. Cependant le processus d’expression génique peut être très bruité. L’objectif de mon projet de thèse est de déterminer comment un neurone peut acquérir et maintenir son identité de manière fiable malgré ce bruit intrinsèque, en utilisant le modèle C. elegans. En combinant des techniques récentes d’ingénierie du génome par CRISPR et des méthodes d’imagerie quantitative in vivo, j’ai observé que l’expression endogène des facteurs de transcription terminaux est fortement bruitée. J’ai également établi que des mutations dans le complexe chromatinien PRC1 induisent une perte stochastique de l’identité de certains neurones au cours du temps. Le complexe PRC1 agit directement au sein des neurones. Il affecte le niveau d’initiation de l’expression des facteurs de transcription terminaux durant l’embryogenèse ainsi que la fiabilité de la maintenance de leur expression aux stades larvaires et adultes. En conclusion, mon travail suggère que le complexe PRC1 joue un rôle important dans la protection des neurones contre le bruit génique, les aidant ainsi à acquérir et maintenir de manière fiable leur identité.

The acquisition and maintenance of neuronal identity is driven by terminal transcription factors expressed throughout the life of the neuron. However, the gene expression process can be noisy. The aim of my PhD work is to determine how a neuron can acquire and maintain its identity in a reliable manner despite this intrinsic noise, using C. elegans as a model system. Combining recent techniques of genome engineering by CRISPR with in vivo quantitative imaging, I observed that the endogenous expression of terminal transcription factors is highly noisy. I also established that mutations in the chromatin complex PRC1 induce a stochastic loss of the identity of some neurons over time. The PRC1 complex directly acts in the neurons. It affects the levels of initiation of the terminal transcription factors during embryogenesis as well as the reliability of their maintenance at larval and adult stages. To conclude, my work suggests that the PRC1 complex plays an important role to protect neurons against gene expression noise, helping them to acquire and maintain their identity in a reliable manner.