Définition des cibles chromosomiques de PGBD5 dans les neurones pyramidaux du système nerveux central des vertébrés

Definition of chromosomal targets of PGBD5 in pyramidal neurons of the central nervous system of vertebrates

• Auteur / Autrice : Laura Helou
• Direction : Yves Bigot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé
• Date : Soutenance le 22/04/2021
• Etablissement(s) : Tours
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Santé, Sciences Biologiques et Chimie du Vivant (Centre-Val de Loire ; 2012-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Physiologie de la Reproduction et des Comportements (Tours)
• Jury : Président / Présidente : Florence Rouleux-Bonnin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pierre Pontarotti, Thierry Lecomte
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Mireille Bétermier, Pascale Lesage

Mots clés

Mots clés contrôlés

Récepteurs

Chromosomes

Récepteurs cellulaires

Translocation (génétique)

Génome humain

Procaryotes

Cellules eucaryotes

Transpositions (chimie)

Transposons

Exons

Système nerveux central

Mots clés libres

Transposase

Domestication

Piggybac

PGBD5

Résumé

Les éléments transposables sont des éléments génétiques mobiles présents dans presque tous les génomes eucaryotes et procaryotes. Ils co-évoluent avec leurs hôtes et ont participé au façonnage de leur environnement génomique au cours de leur évolution. Ils sont en outre à l’origine de nouveaux gènes dérivés de séquences codantes de transposon par domestication.La transposase domestiquée piggyBac, PGBD5, est très conservée depuis l’origine des vertébrés. C’est une transposase fonctionnelle et capable de transposer un élément piggyBac d’insecte, Ifp2. Elle s’exprime spécifiquement dans le système nerveux central et plus précisément dans les neurones pyramidaux de l’hippocampe, de l’amygdale et du bulbe olfactif qui sont respectivement impliqués dans les mémoires spatiale, contextuelle, émotionnelle et olfactive. La conservation élevée de PGBD5 chez les vertébrés suggère que sa fonction et ses cibles chromosomiques le seraient également.Mon travail de thèse traite de l’origine et de l’activité de la transposase domestiquée PGBD5 dans le génome des vertébrés.Dans un premier temps, nous avons étudier les capacités de transposition d’une transposase piggyBac sans le domaine CRD. En effet, PGBD5 peut être caractérisé comme étant une transposase ayant perdu son domaine CRD au cours de la domestication. Nous avons vérifié la nécessité de la présence d’un domaine C-terminal pour l’activité de transposase-recombinase.Dans un second temps, nous avons étudier l’histoire évolutive de pgbd5 et des pgbd en général. Nous avons identifié le pble phylogénétiquement le plus proche de pgbd5 et ses capacités à être transposé par PGBD5.Enfin, nous avons étudier les capacités de PGBD5 à exciser et réintégrer dans de nouveaux locus des pble humains afin d’évaluer la capacité de PGBD5 à mobiliser ces éléments présents dans le génome humain et d’affiner l’identification des cibles de la transposase.

Transposable elements are mobile genetic elements present in almost all eukaryotic and prokaryotic genomes. They co-evolve with their hosts and have participated in the shaping of their genomic environment during their evolution. In addition, they are at the origin of new genes derived from transposon coding sequences by domestication.The domesticated transposase piggyBac, PGBD5, has been highly conserved since the origin of vertebrates. It is a functional transposase capable of transposing an insect piggyBac element, Ifp2. It is specifically expressed in the central nervous system and more precisely in the pyramidal neurons of the hippocampus, the amygdala and the olfactory bulb which are respectively involved in spatial, contextual, emotional and olfactory memories. The high conservation of PGBD5 in vertebrates suggests that its function and chromosomal targets would also be highly conserved.My thesis work aims to study the origin and activity of the domesticated PGBD5 transposase in the vertebrate genome.In the first chapter, we have studied the transposal capacities of a piggyBac transposase without the CRD domain. Indeed, PGBD5 can be characterized as a transposase having lost its CRD domain during domestication. We have verified the necessity of the presence of a C-terminal domain for the transposase-recombinase activity.In the second chapter, we studied the evolutionary history of pgbd5 and pgbd in general. We identified the phylogenetically closest pble to pgbd5 and its ability to be transposed by PGBD5.In the last chapter, we have studied the ability of PGBD5 to excise and reintegrate into new loci of human pbles in order to evaluate the ability of PGBD5 to mobilize these elements present in the human genome and to refine the identification of transposase targets.