Thèse soutenue

Interactions fonctionnelles entre les variantes de l'histone de liaison H1 et le paysage chromatinien chez Arabidopsis thaliana
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Auteur / Autrice : Gianluca Teano
Direction : Fredy Barneche
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Biologie
Date : Soutenance le 10/09/2020
Etablissement(s) : université Paris-Saclay
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences du végétal : du gène à l'écosystème (Orsay, Essonne ; 2015-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de biologie de l'École normale supérieure (Paris ; 2010-....)
référent : Université Paris-Saclay. Faculté des sciences d’Orsay (Essonne ; 2020-....)
Jury : Président / Présidente : Moussa Benhamed
Examinateurs / Examinatrices : Jean Molinier, Sylvain Bischof, Giovanna Benvenuto, Maria Teresa Teixeira
Rapporteurs / Rapporteuses : Jean Molinier, Sylvain Bischof

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Les plantes sont caractérisées par une remarquable plasticité développementale. En vertu de leur mode de vie sessile, elles sont capables d'adaptations phénotypiques rapides en réponse à des signaux environnementaux. En particulier, les plantes ont la capacité de détecter les conditions de lumière par de multiples photorécepteurs et utilisent cette information pour adapter leur morphologie et leur physiologie à un environnement changeant. Par exemple, la première perception de la lumière par des jeunes plantules, émergeant du sol, induit des changements profonds dans l'expression des gènes qui lancent la croissance et l'activité photosynthétique. Au cours de cette transition, la reprogrammation de l'expression du génome s'accompagne de réorganisations massives de l'organisation de la chromatine dans la grande majorité des cellules des feuilles embryonnaires, les cotylédons. Ainsi, chez la plante Arabidopsis thaliana, le dé-étiolement des cotylédons est associé à une condensation rapide des principaux domaines hétérochromatiniens en 8 à 10 "chromocentres" qui se forment autour des centromères. L’étude des voies de signalisation contrôlant ce processus nous a conduit à l'identification d’un acteur moléculaire clé pour la dynamique d'organisation des chromocentres en réponse à la lumière, les histones H1. Ces histones de liaison inter-nucléosomiques sont des composants structurels conservés qui contribuent à réguler l'organisation et la condensation locale et a grande échelle de la chromatine en limitant l'accessibilité à l'ADN pour de nombreux facteurs telles que les ARN polymérases. Cette thèse porte sur la caractérisation des réarrangements chromatiniens médiés par des variants d'histone H1. Des approches cytologiques et génomiques ont permis d’appréhender l'influence des trois différents variants H1 d'Arabidopsis thaliana dans la définition des structures 3D du génome et de la chromatine des cellules de cotylédons. La combinaison de tests d’accessibilité à la transposase Tn5 (ATAC) et de capture de conformation chromosomique (Hi-C) permet également de disséquer comment les histone H1 impactent la topologie du génome et l'adaptation du paysage chromatinien pour un nouveau programme de transcription. L'analyse de l'abondance et le profilage par immuno-précipitation quantitative de marques d'histones (ChIP-Rx) a également permis d'identifier le rôle joué par les histones H1 sur le paysage chromatinien répressif ainsi que son impact fonctionnel sur de nombreux gènes et éléments répétés du génome, potentiellement en restreignant l'accès à des facteurs de transcription sur des motifs de séquence spécifiques. Collectivement, ce travail a permis de disséquer les spécificités et les redondances fonctionnelles des variants d'histones de liaison en tant que régulateurs moléculaires du paysage chromatinien chez les plantes.