Répression transcriptionnelle chez les Mammifères : duel entre protéines et ARN non codants

Transcriptional repression in mammals : duel between proteins and non-coding RNA

• Auteur / Autrice : Mouloud Souidi
• Direction : Isabelle Van Seuningen
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biochimie et biologie moléculaire
• Date : Soutenance le 21/12/2021
• Etablissement(s) : Université de Lille (2018-2021)
• Ecole(s) doctorale(s) : École graduée Biologie-Santé (Lille ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Hétérogénéité, plasticité et résistance aux thérapies des cancers (CANTHER)
• Jury : Président / Présidente : Tony Lefebvre
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Mathieu Gautier, Delphine Fradin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Hétérochromatine

Épissage des protéines

Protéines Argonaute

Interférence par ARN

Protéines de répression

Hétérochromatine

Épissage (génétique)

ARN interférence

Répresseurs

Mots clés libres

Répression transcriptionnelle

ARN interference

HP1 alpha

Argonaute

Epissage

Hétérochromatine

Transcriptional repression

RNA interference

HP1 alpha

Argonaute

Splicing

Heterochromatin

Résumé

Le contrôle épigénétique de l'expression des gènes est assuré par un remodelage permanent de la structure de la chromatine permettant l'expression ou la répression de la transcription des gènes. La plasticité et la topologie de la chromatine sont conditionnées par plusieurs facteurs, notamment la méthylation de l'ADN, les modifications post-traductionnelles des histones et également par des protéines non histones. La méthylation des lysines 9 et 27 de l’histone H3, constitue l’une des signatures moléculaires de la répression transcriptionnelle des gènes par un processus nommé Transcriptional Gene Silencing (TGS).L’implication de l’ARN interférence dans le TGS est particulièrement bien décrite chez la levure Schizosaccharomyces pombe. Le rôle de l’ARNi interférence dans la répression transcriptionnelle des gènes a été ensuite découvert chez différentes espèces. Chez les mammifères, de nombreux travaux suggèrent que l’ARN interférence jouerait un rôle fondamental dans le remodelage de la chromatine et dans la répression de la transcription.Cependant, les acteurs moléculaires et les mécanismes impliqués dans le TGS chez les mammifères ne sont pas encore connus.Nous avons émis l’hypothèse, que le petit ARN peut être associé, soit directement aux protéines de la chromatine comme HP1 par exemple, soit par l’intermédiaire d’autres protéines de liaison à l’ARN telle que les protéines Argonaute.Nous avons montré, d'une part, que la protéine de l’hétérochromatine HP1α, coopère dans la répression transcriptionnelle avec une protéine de liaison à l'ARN ''hnRNP U'' via un mécanisme dépendant de l'ARN impliquant un ARN non identifié.D’une part, nous avons établi une nouvelle fonction pour l'ARN interférence nucléaire dans les cellules somatiques de mammifères et démontré que les protéines Argonaute nucléaires étaient impliquées dans le choix d’exons lors de l'épissage alternatif du gène CD44. De plus, le recrutement des protéines Argonaute sur l'ARN pré-messager de CD44 nécessite la présence de DICER, ce qui suggère l'implication de petits ARN qui serviraient à guider ces protéines sur les exons variants de CD44.Ces résultats ont contribué à la découverte du rôle inattendu de l’ARN interférence nucléaire dans l’épissage alternatif.

Epigenetic control of gene expression is ensured by a permanent remodeling ofchromatin structure allowing gene expression or transcription repression. Chromatinplasticity and topology are mediated by several factors including DNA methylation, histonepost-translational modifications and also by non-histone proteins. Methylation of lysines 9and 27 of histone H3 is one of the molecular signatures of transcriptional repression by aprocess called « Transcriptional Gene Silencing » (TGS).The involvement of RNA interference in TGS is well documented in the yeastSchizosaccharomyces pombe. The role of RNA interference in transcriptional repression wasthen discovered in different species.In mammals, many studies suggest that RNA interference plays a fundamental role inchromatin remodeling and transcriptionnal repression. However, the molecular players andmechanisms involved, in transcriptional gene silencing, in mammals are not yet known. Wehypothesized that small RNA can be associated either directly with chromatin proteins suchas HP1 or through other RNA binding proteins such as Argonaute proteins.We have shown, on one hand, that heterochromatin protein HP1α, cooperates intranscriptional repression with an RNA binding protein called ''hnRNP U'' via an RNAdependant mechanism involving an unidentified RNA. On the other hand, we haveestablished a new function of nuclear RNA in mammals and demonstrated that Argonautenuclear proteins were involved in alternative-splicing decisions. Moreover, the recruitmentof Argonaute proteins on CD44 pre-messenger RNA requires DICER, suggesting theinvolvement of small RNAs that would guide these proteins on CD44 variant exons.Our results have then contributed to the discovery of the unexpected role of nuclearRNA interference in alternative splicing.