Modification de l'organisation tridimensionnelle de la chromatine par l'oncogène Tax de HTLV-1 : conséquences fonctionnelles sur la transcription et l'épissage alternatif des gènes cellulaires

Tridimensional chromatin organization modification by the oncogene Tax of HTLV-1 : functionnal consequences on cellular genes transcription and alternative splicing

• Auteur / Autrice : Paul Marie
• Direction : Franck Mortreux
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la terre
• Date : Soutenance le 14/06/2023
• Etablissement(s) : Lyon 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Biologie Moléculaire Intégrative et Cellulaire (Lyon)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de biologie et modélisation de la cellule. Lyon (1987-….)
• Jury : Président / Présidente : Mathias Faure
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Franck Mortreux, Reini Luco, Claudine Pique, Olivier Gadal
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Reini Luco, Claudine Pique

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chromatine

Cancer

Inflammation

Génome humain

Leucémie à cellules T de l'adulte

Mots clés libres

HTLV-1

Epissage alternatif

Transcription

Architecture du génome

Épigénétique

HTLV-1

Alternative splicing

Transcription

Genome architecture

Epigenetics

Résumé

Les facteurs NF-kB, dont RelA/p65 le plus étudié, jouent un rôle central dans la coordination de la réponse transcriptionnelle à différents stimuli tels que les infections virales. Les dérégulations des facteurs de transcription NF-kB aboutissent fréquemment au développement d’inflammations chroniques et/ou de cancers, mais leurs conséquences sur l’expression de gènes restent encore mal comprises. Dans un contexte d’activation de la voie NF-kB par le virus HTLV-1, agent étiologique de pathologies inflammatoires et de la Leucémie T de l’Adulte, nous avons récemment démontré que le facteur NF-kB RELA est capable de réguler non seulement la transcription, mais également l’épissage alternatif, via sa fixation à la chromatine au niveau de promoteurs ou d'exon, respectivement. Ce processus apparait indépendant des activités de RELA aux promoteurs des gènes cellulaires. Ces travaux de thèse montrent, au travers d'une étude intégrative, que l'oncogène Tax, activateur chronique de la voie NF-kB, induit un réarrangement de l'organisation tridimensionnelle du génome. De plus, ces réarrangements induisent la formation de contacts entres gènes co-régulés pas Tax dans leur niveau d'expression ou leur épissage alternatif. L'utilisation des système CRISPR/Cas9 afin d'altérer le rapprochement de gènes ou le recrutement de RelA/p65 a permis de mettre en évidence que ces contacts entre gènes sont induits par le recrutement de RelA/p65 aux régions régulées (promoteur/exons) nécessaire à la régulation de l'épissage alternatif. Ces données suggèrent qu’il existe une relation causale entre la formation de contacts gène-gène et la régulation de l’épissage alternatif via RelA/p65 mis en place par l'oncogène Tax de HTLV-1. Outre le contexte HTLV-1, ces résultats amélioreront notre compréhension des mécanismes de coordination de la transcription et de l’épissage alternatif dans les situation inflammatoires et tumorales associées à l’activation chronique de NF-kB, et soulignent le rôle de RelA/p65 dans la co-régulation transcriptionnelle et co-transcriptionnelle via la réorganisation de l'organisation du génome.

NF-kB factors, including RelA/p65 the best described, play a key role in coordinating cellular response through transcriptionnal regulation of target genes in response to diverse stimuli such as viral infections. NF-kB deregulation are frequently y associated with the development of chronic inflammation and/or cancer, however their consequences on gene expression are still poorly understood. In the context of HTLV-1 infection, which is causative of inflammatory diseases and the Adult T-cell Leukemia, we have recently demonstrated that the NF-kB factor RelA/p65 regulates transcription but also alternative splicing through its fixation in promoters and gene bodies, respectivelly. This new function of RelA is independent of its activities on gene promoters. These thesis shows using an intergative approach that Tax induces the reorganization of the genome tridimensional architecture. Furthermore, this reorganization results in contacts between co-ragulated genes, both in transcription and alternative splicing. Using CRISPR/Cas9-derivated technologies to wether alter gene-gene contact or directly tether RelA/p65 to genomic loci, we showed that these genes contacts are driven by RelA/p65 enrichment at regulated genes, at the promoter of genomic exons level, and that this enrichment is necessary for alternative splicing regulation. Besides HTLV-1 infection, our results will improve our understanding of molecular mechanisms that coordinate transcription and alternative splicing in various inflammatory and tumoral processes associated with chronic activation of NF-kB signaling, and underlight the role of RelA/p65 in the coordination of transcriptional and co-transcriptional processes through genome tridimensional reorganization.