Étude de la recombinaison méiotique chez la levure Lachancea kluyveri

Study of the meiotic recombination in the yeast Lachancea kluyveri

• Auteur / Autrice : Sylvain Legrand
• Direction : Bertrand Llorente
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie santé. Génétique
• Date : Soutenance le 02/12/2020
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Centre de Recherche en Cancérologie de Marseille (CRCM)
• Jury : Président / Présidente : Valérie Borde
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Gilles Fischer
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Raphaël Mercier, Bernard de Massy

Mots clés

Mots clés contrôlés

Crossing-over

Cassures double-brin de l'ADN

Recombinaison homologue

Méiose

Mots clés libres

Méiose

Cassure double brin de l'ADN

Levure

Recombinaison homologue

Meiosis

DNA double strand break

Yeast

Homologous recombination

Résumé

La méiose assure la production de gamètes via deux divisions génomiques successives. La première division méiotique repose sur l’induction de dizaines de Cassures Double Brin de l’ADN (CDBs) réparées par recombinaison homologue pour générer des Crossing-Overs (COs) entre chromosomes homologues. Ce mécanisme permet la bonne ségrégation des chromosomes homologues ainsi que le brassage des allèles. Les CDBs et COs se forment au niveau de points chauds conservés chez les levures du genre Saccharomyces. Afin d’étudier la diversité et l’évolution des mécanismes de recombinaison chez les levures bourgeonnantes, nous avons exploré les propriétés méiotiques de Lachancea kluyveri (LAKL) pour les comparer à celles du modèle Saccharomyces cerevisiae (SACE). L’analyse des CDBs en méiose par électrophorèse à champ pulsé et Southern blot montre que le niveau de cassure chez LAKL est comparable à celui de SACE, malgré un niveau de recombinaison quatre fois plus faible. Sakl0C-left, le bras chromosomique qui représente env. 8,3 % du génome de LAKL où se trouve le locus sexuel, apparaît dépourvu de CDB en méiose. Ce résultat remarquable est confirmé par la cartographie génomique des CDBs méiotiques qui révèle également l’absence de conservation des points chauds de CDBs entre LAKL et SACE. L’étude de la conformation du génome en méiose par Hi-C affiche pourtant une condensation homogène de tous les chromosomes de LAKL, Sakl0C-left compris, qui est normalement propice à la formation de CDBs. Le ChIP-seq méiotique de Red1 et Hop1 indique que ces acteurs impliqués dans le recrutement des protéines de CDB sont déplétés dans Sakl0C-left. Cela révèle un mécanisme de régulation encore inconnu.

Meiosis ensures the production of gametes via two successive genomic divisions. The first meiotic division relies on the induction of dozens of DNA breaks repaired by homologous recombination to generate crossing-overs between homologous chromosomes. This mechanism allows the accurate segregation of homologous chromosomes and the allele shuffling. DNA breaks and crossing-overs are formed within hotspots conserved among yeasts of the Saccharomyces genus. To study the diversity and evolution of recombination mechanisms in budding yeasts, we explored the meiotic properties of Lachancea kluyveri and compared them to the Saccharomyces cerevisiae model. Analysis of meiotic DNA breaks by pulsed-field gel electrophoresis and Southern blot shows a level of breaks in L. kluyveri comparable to S. cerevisiae, despite a four-fold lower recombination rate. Sakl0C-left, the chromosomal arm corresponding to 8.3% of the L. kluyveri genome where the sex locus is located, appears devoid of meiotic breaks. This remarkable result is confirmed by the genomic mapping of meiotic breaks which also reveals a lack of conservation of DNA break hotspots between L. kluyveri and S. cerevisiae. Surprisingly, the study of the genome conformation by Hi-C shows a homogeneous condensation of all chromosomes of L. kluyveri, including Sakl0C-left, which is usually opportune for break formation. The meiotic ChIP-seq of Red1 and Hop1 shows that these players involved in the recruitment of break-forming proteins are depleted in Sakl0C-left. This reveals an unknown regulation mechanism of meiotic recombination.