Régulations épigénétiques des éléments transposables au cours de l’ovogenèse de Drosophila melanogaster

Epigenetic regulation of transposable transposable elements during oogenesis in Drosophila melanogaster

• Auteur / Autrice : Emmanuelle Theron
• Direction : Chantal Vaury
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie Moléculaire et Génétique
• Date : Soutenance le 15/09/2017
• Etablissement(s) : Université Clermont Auvergne‎ (2017-2020)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences de la vie, santé, agronomie, environnement (Clermont-Ferrand)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Génétique, Reproduction et Développement (Clermont-Ferrand)
• Jury : Président / Présidente : Christophe Tatout
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Déborah Bourc'his, Mireille Bétermier
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-René Huynh, François Karch

Mots clés

Mots clés contrôlés

Transposons

Ovogenèse

Drosophila melanogaster

Mots clés libres

Drosophila melanogaster

Résumé

Les éléments transposables (ET) sont des constituants majeurs de génomes, ils représentent 18% du génome de la drosophile et près de 50% du génome humain. La mobilisation et l’insertion d’ET de novo d’ET représentent une source importante de mutations, ce qui peut conduire à l’émergence de pathologies telles que l’hémophile A ou le développement d’un cancer. Il est donc absolument indispensable que les ET soient finement contrôlés et ce particulièrement dans la lignée germinale puisque une mutation dans ces cellules peut être transmise à la descendance. Au cours de l’ovogénèse les ET sont réprimés majoritairement parla voie de piRNAs. Bien que les ETs soient efficacement réprimés par la voie des piRNAs, ils sont présents en de grandes quantités dans les génomes. Les ETs doivent donc trouver une fenêtre dans laquelle ils sont capables d’échapper au contrôle de l’hôte. Chez la drosophile, une telle fenêtre pourrait exister au cours de l’ovogenèse dans les cystes en division du germarium. En effet, il a été montré au sein de l’équipe que la quantité de Piwi, la protéine clé de la voie des piRNAs, diminue dans ces cellules qui ont donc été nommé Piwiless pocket (Pilp). . De plus, la diminution de Piwi est associée à un relâchement de la répression exercé sur des transgènes senseur de la régulation d’ETs comme idefix ou P.Au cours de ma thèse, j’ai pu montrer que dans la Pilp, plusieurs protéines impliquées dans la répression transcriptionelle des ETs étaient absentes, renforçant l’idée que la Pilp pourrait être une fenêtre de fragilité dans laquelle les ETs échappent au contrôle de l’hôte. Cependant j’ai pu montrer que les protéines impliquées dans le ping-pong, la boucle permettant l’amplification despiRNAs, étaient-elles présentes dans cette fenêtre spatio-temporelle. De plus la prtéine du pig-pong, Aubergine, est requise dans la Pilp pour la répression correcte des ETs dans la génération suivante. On peut émettre l’hypothèse que le relâchement du contrôle transcriptionel des ET dans ces cellules a pour but de fournir les transcrits d’ET nécessaire au ping-pong et d’augmenter ainsi son efficacité. Mes résultats suggèrent également, que la diminution de Piwidans la Pilp est orchestrée par la voie des piRNAs elle-même. En effet, la mutation de certaines protéines de la voie des piRNAs conduit à une augmentation de la protéine Piwi dans la Pilp. .

TEs are major constituent of genomes; they represent 18% of the drosophila genome and around 50% of the human one. TEs mobilization and de novo insertion could be a threat for genomestability and lead to the development of diseases such as hemophilia A or cancer. Thus, thesesequences have to be finely regulated, especially in the germline. Indeed, any mutationsoccurring in these cells could be transmitted to the progeny. During oogenesis, TEs are mainlyrepressed by the piRNA pathway. Despite piRNAs efficiency to repress TEs, they are present in ahigh number of copies in the genome. Thus, TEs should have found a window to escape hostcontrol. In Drosophila oogenesis, such a convenient window could correspond to the dividingcysts of the germarium. Indeed, we have shown in the team that Piwi, a key protein of the piRNApathway, is less expressed in these cells that have been names Piwiless pocket (Pilp). Moreover,lack of Piwi is associated with the desilencing sensor transgene of P and Idefix repression.During my PhD, I’ve shown that several proteins implicated in TEs transcriptional silencing areless present in the Pilp, consolidating the idea that the Pilp is a sensitive window were TEs couldescape host genome repression. However, I’ve also shown that in these cells proteins implicatedin ping-pong amplification are present. Moreover the ping-pong protein, Aubergine, is requiredwithin the Pilp of the mother to repress TEs in the daughter’s ovaries. We proposed that decreaseof transcriptional silencing in the Pilp leads to TE transcript expression that will fuel the ping-pongand make it more robust. My data also suggest that he decrease of Piwi in the Pilp isorchestrated by the piRNA pathway itself. Indeed, mutation of specific piRNA pathway proteinsleads to stabilization of Piwi in the Pilp