Protéomiques de l'hétérochromatine : télomères et transposons

par Mathilde Gauchier

Thèse de doctorat en Biologie Santé

Sous la direction de Jérôme Déjardin.

Soutenue le 29-11-2019

à Montpellier , dans le cadre de Sciences Chimiques et Biologiques pour la Santé (Montpellier ; Ecole Doctorale ; 2015-....) , en partenariat avec Institut de génétique humaine (Montpellier) (laboratoire) .

Le président du jury était Michaël Weber.

Le jury était composé de Jérôme Déjardin, Michaël Weber, Didier Trono, Laure Crabbé, Mounia Lagha.

Les rapporteurs étaient Didier Trono, Laure Crabbé.

mots clés

• Hétérochromatine
• Télomères
• Transposons
• Protéomique
• Hétérochromatine
• Télomères (génétique)
• Transposons

Résumé

Les séquences répétées d’ADN sont organisées sous forme d'hétérochromatine et peuvent induire de la variégation par effet de position (PEV) dans le génome. PEV est l'expression mosaïque de gènes juxtaposés à l'hétérochromatine. PEV a été utilisé comme outil au fil des années pour le criblage des modificateurs de la chromatine. Les cribles génétiques ont été particulièrement utilisés pour leurs identifications dans des organismes modèles tels que la Drosophile et la souris. Par cette étude, nous avons tenté d'identifier de nouveaux modificateurs de la chromatine chez les mammifères en utilisant une stratégie de protéomique appelée PICh. J’ai étudié la composition de l’hétérochromatine et ses propriétés au niveau de deux sous-types de séquences d’ADN répétées: les télomères dans une première partie et les rétrotransposons dans une seconde partie. Dans ce travail, je souligne le rôle de SETDB1 en tant qu’histone-méthyltransférase qui dépose H3K9me3 aux télomères dans des cellules souches embryonnaires de souris. Mes résultats supportent que l’hétérochromatine formée par SETDB1 est recombinogènique et favorise l’apparition des marqueurs de la voie ALT au niveau des télomères. Dans ce travail, je décris la composition de la chromatine au niveau des rétrotransposons IAP Intracisternal-A-Particle dans des cellules souches embryonnaires de souris et des cellules différenciées. Mes derniers résultats ouvrent de nouvelles perspectives sur le rôle des KZFPs, et de nouveaux facteurs identifiés dans la regulation des retrotransposons. Dans l’ensemble, ces résultats ont contribué à mettre en évidence les différents mécanismes par lesquels l’hétérochromatine se forme à un locus spécifique.

mots clés

• Heterochromatin
• Telomeres
• Transposons
• Proteomics

Titre traduit

Heterochromatin proteomics : telomeres and transposons.

Résumé

Repetitive DNA attracts the heterochromatin machinery and can induce Position Effect Variegation (PEV). PEV corresponds to the stochastic influence of heterochromatin on the expression of nearby genes. PEV has been used as a tool for screening genes encoding chromatin modifiers. These genetic screens have been particularly successful in model organisms such as Drosophila and mouse. My work attempted to identify novel chromatin modifiers in mammals, by using a complementary proteomic strategy called Proteomics of Isolated Chromatin segment (PICh). I studied heterochromatin composition and properties at two types of repeats: telomeres and retrotransposons. In this work, I am highlighting the role of SETDB1 as a histone-methyltransferase which promotes H3K9me3 at telomeres in mouse embryonic stem cells. My results support that SETDB1 dependent heterochromatin is recombinogenic and promotes alternative lengthening of telomeres features at telomeres. I am also describing the chromatin composition of retrotransposons of the Intracisternal-A-Particle (IAP) class in mouse embryonic stem cells and in differentiated cells. My last results open new perspectives on the role of KZFPs and new identified factors in controlling retrotransposons during development. Overall, my findings shed a new light on the different mechanisms by which heterochromatin forms at a specific locus.