Les DDEs transposons à l’origine de l’innovation génétique : exemple du transposon RAG

par Louis Tsakou Ngouafo

Thèse de doctorat en Biologie santé. Maladies infectieuses

Sous la direction de Pierre Pontarotti.

Soutenue le 30-06-2022

à Aix-Marseille , dans le cadre de Ecole Doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Marseille) , en partenariat avec Mephi (Marseille) (laboratoire) et de Méditerranée Infection (laboratoire) .

Le président du jury était Philippe Colson.

Le jury était composé de Louis Du Pasquier, Yves Bigot.

Les rapporteurs étaient Florian Maumus, Odile Lecompte.

mots clés

• Endogénisation
• Système immunitaire
• DDE transposon
• Domestication
• Rag
• Système immunitaire
• Transposons
• ADN
• Génomique
• Histocompatibilité
• Transposases

Résumé

Les Eléments génétiques mobiles sont représentés dans l’ensemble du vivant et jouent un important rôle dans l’innovation et la diversité génétique. Parmi eux on distingue les transposons, mobilisables grâce à leur transposase. Sa domestication est un processus durant lequel il cesse d’être mobile et devient un gène dont l’activité est recrutée pour la mise en place d’une nouvelle fonction. Les vertébrés à mâchoire sont la seule famille connue pour avoir domestiqué le transposon RAG pour la mise en place de la diversité des récepteurs du système immunitaire adaptatif. Le transposon RAG-A du « ver à gland », est le plus proche de celui domestiqué. Au cours de ma thèse,la caractérisation du RAG-A a confirmé ces données et nous avons montré que ses caractéristiques se situent entre celles de la forme active et domestiquée. Nos résultats nous ont permis de proposer un scénario pour la domestication du transposon RAG selon lequel l’acquisition de nouveaux traits va permettre au système RAG-TIRs d’interagir différemment avec des partenaires moléculaires,entre et autres la machinerie de réparation de l’ADN, pour déterminer le « transposome ». Mes travaux complètent les précédentes études sur le transposon RAG et ouvrent une perspective de réflexion plus générale sur les mécanismes génomiques à l’origine de l’endogénisation des DDE transposons, famille à laquelle appartient le transposon RAG. Enfin, nous proposons une vision plus intégrée des conséquences de la domestication de RAG, selon laquelle la diversité des récepteurs générée par la domestication du transposon RAG a permis l’émergence des récepteurs partenaires tels que ceux du complexe majeur d’histocompatibilité.

mots clés

• Rag
• Homing
• Immune system
• DDE transposon
• Domestication

Titre traduit

DDEs transposons as drivers for functional innovation : the RAG transposon example

Résumé

Mobiles genetic elements are present in the genome of the whole of Life, where they play an important role in the innovation and geneticdiversity. Among them, the transposons are mobilized by their transposase protein. The Cooption of transposon is the evolutionary processduring which a transposon lost its jumping activity and become a gene which the activity is recruited for the set-up of new functions. Thejawed vertebrates are currently the only family known to have co-opted the RAG transposon. They used it for the set-up the diversity of adaptive immune receptors. The RAG-A transposon from acorn worm P.flava is actually the most similar to jawed vertebrates RAG. During my thesis, the characterization of RAG-A from acorn worm P.flava confirms that this RAG-A displays the most structural similarity withthe RAG-RSS system, and showed that RAG-A structure stated somewhere between active transposon and domesticated transposon. Based on these data, we propose a RAG domestication scenario in which the acquisition of intramolecular traits that allowed new interactions with molecular partners as the repair machinery, to determine a functional network we called “Transposome”. These works complete previous studies on RAG transposon and open a more general perspectives on genomic mechanism driving the homing of transposons from DDE family, to which belongs RAG transposon. Finally, we propose a more integrated alternative on the consequence of RAG transposon cooption putting forward the hypothesis in which the diversity of receptors cells generated by RAG transposon domestication allows the emergence of receptors partners such as those of Major Histocompatibility Complex.