Rôle des éléments cis-régulateurs du locus des chaines lourdes d’immunoglobuline sur l’organisation du noyau et l’intégrité du génome du lymphocyte B

Role of heavy chain locus cis-regulatory elements on nuclear organization and genome integrity of B cell

• Auteur / Autrice : Charlotte Bruzeau
• Direction : Eric Pinaud, Sandrine Le Noir
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie Chimie Santé mention Immunologie, oncologie, inflammation, infectiologie
• Date : Soutenance le 19/09/2023
• Etablissement(s) : Limoges
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Ω-LIM-Biologie-Chimie-Santé (Limoges ; 2022-)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Contrôle de la Réponse Immune B et Lymphoproliférations (Limoges ; 2018-....)
• Jury : Président / Présidente : Salvatore Spicuglia
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Ludovic Deriano, Stéphanie Durand-Panteix, Philippe Ruminy
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Salvatore Spicuglia, Ludovic Deriano

Mots clés

Mots clés contrôlés

Matrice nucléaire

Génome

Lymphocytes B

Mots clés libres

Lymphocyte b

Organisation nucleaire

Elements cis regulateurs

Locus igh

Integrite du genome

B cell

Nuclear organization

Cis-Regulatory elements

Igh locus

Genome integrity

Résumé

Les stades tardifs de la différenciation lymphocytaire B sont caractérisés par des remaniements géniques, telles que l’hypermutation somatique et la recombinaison de classe, qui in fine, permettent la production d’immunoglobulines hautement spécifique. Ces processus, intervenant aux loci codant les immunoglobulines, introduisent des mutations ainsi que des cassures double brin de l’ADN. Tout dysfonctionnement de ces remaniements constitue un danger majeur pour l’intégrité du génome de la cellule B ; leur régulation est donc essentielle. La surveillance et le contrôle de ces évènements sont notamment médiés par les régions cis-régulatrices du locus IgH : les régions EµMARs et 3’RR. Le rôle de ces régions à l’échelle transcriptionnelle a été largement caractérisé, grâce à différents modèles murins présentant des délétions totales ou partielle de celles-ci. La régulation spatio-temporelle des remaniements géniques a été également décrite au niveau nucléaire, avec des déplacements dynamiques des loci d’immunoglobuline, ainsi qu’au niveau supranucléosomale par la formation de boucles de chromatine. Des données provenant du laboratoire et de la littérature suggèrent l’implication des régions cis-régulatrices du locus IgH dans ces mécanismes de régulation supplémentaires. Nous avons démontré que les core enhancers de la 3’RR sont nécessaires et suffisants pour correctement adresser le locus IgH dans le noyau et pour permettre la formation des boucles de chromatine et ainsi induire une recombinaison de CSR optimale et fonctionnelle. Toutefois, nos données indiquent que ces core enhancers ne sont pas suffisants pour maintenir l’intégrité génomique de la cellule B comme en témoigne l’analyse des mutations sur des oncogènes tels que Bcl6. Ces travaux ouvrent de nouvelles perspectives pour la compréhension des mécanismes régissant le développement B tardif ainsi que le maintien de l’intégrité génomique via l’organisation du noyau.

The late stages of B lymphocyte differentiation are characterized by gene rearrangements, such as somatic hypermutation and class recombination, which ultimately lead to the production of highly specific immunoglobulins. These processes, occurring at immunoglobulin-coding loci, introduce mutations and DNA double-strand breaks. Any malfunctioning of these rearrangements constitutes a major threat to the integrity of the B cell genome, and their regulation is therefore essential. Monitoring and control of these events are mediated by the cis-regulatory regions of the IgH locus: the EµMARs and 3'RR regions. The role of these regions at transcriptional level has been extensively characterized, using various mouse models with partial or total deletions of these regions. The spatio-temporal regulation of gene rearrangements has also been described at the nuclear level, with dynamic shifts of immunoglobulin loci, as well as at the supranucleosomal level through the formation of chromatin loops. Data from the laboratory and the literature suggest the involvement of cis-regulatory regions of the IgH locus in these additional regulatory mechanisms. We have demonstrated that core enhancers of the 3'RR are necessary and sufficient to correctly address the IgH locus in the nucleus and to allow chromatin loop formation and thus induce optimal and functional CSR recombination. However, our data indicate that these core enhancers are not sufficient to maintain the genomic integrity of the B cell, as shown by the analysis of mutations in oncogenes such as Bcl6. This work opens up new perspectives for understanding the mechanisms governing late B development and the maintenance of genomic integrity via nuclear organization.