Thèse soutenue

Étude du rôle de modificateurs de marques d’histones sur l’établissement de la pigmentation abdominale et sa plasticité chez Drosophila melanogaster

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Auteur / Autrice : Raphaël Narbey
Direction : Emmanuèle Mouchel-VielhJean-Michel Gibert
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génétique et génomique
Date : Soutenance le 13/11/2023
Etablissement(s) : Sorbonne université
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Complexité du vivant (Paris ; 2009-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de biologie du développement (Paris ; 1997-....)
Jury : Président / Présidente : Mathieu Molet
Examinateurs / Examinatrices : Délara Sabéran-Djoneidi
Rapporteurs / Rapporteuses : Patricia Gibert, Benjamin Loppin

Mots clés

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Résumé

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La plasticité phénotypique décrit l’aptitude d’un génotype donné à produire des phénotypes différents en réponse aux variations environnementales. Elle implique souvent des mécanismes de régulation transcriptionnelle et des processus épigénétiques induisant des changements de structure de la chromatine. Notre modèle d’étude est la sensibilité à la température de la pigmentation abdominale des femelles Drosophila melanogaster. Dans ce modèle, la température régule l’expression de plusieurs gènes impliqués dans la synthèse des pigments. Cette régulation implique le facteur de transcription Bric à Brac et l’histone méthyl-transférase Trx qui dépose la marque d’histone H3K4me3. Au cours de ma thèse je me suis intéressé au rôle de l’histone déméthylase Lid qui efface la marque H3K4me3 ainsi qu’au complexe DotCom impliqué dans le dépôt de la marque H3K79me3. J’ai d’abord quantifié les variations de pigmentations induites par une dérégulation de Lid et des sous unité de DotCom (Alh, Gpp, ear et Nipped-A) dans l’épiderme abdominal. J’ai pour cela utilisé le système UAS/GAL4 avec plusieurs pilotes et des lignées RNAi. J’ai ainsi confirmé que Lid et DotCom sont des régulateurs de la pigmentation. Afin d’identifier les gènes de synthèse des pigments médiant leurs effet, j’ai mesuré leur expression dans des épidermes abdominaux de femelles adultes en condition de dérégulation pour lid et les gènes de DotCom. DotCom tous ses membres ont un effet sur la pigmentation mais de façon intéressante la méthyltransférase du complexe Gpp à des effet différents sur la pigmentation en fonction du stade du développement ou son activité est réprimé. Son effet sur la pigmentation passe yellow ou tan dépendamment du stade du développement. Je me suis ensuite intéressé au rôle du complexe sur la plasticité de la pigmentation en mesurant la pigmentation à différentes température de mutants pertes de fonctions pour certaines sous unité et valider son implication dans ce phénomène. L’effet de lid sur pigmentation passe par la régulation de tan qui est aussi activé par Trx. De manière intéressante, l’effet de Lid sur la pigmentation est le même que celui de l’histone Trx alors que ces deux enzymes ont un effet opposé sur la marque H3K4me3. Afin d’identifier les gènes régulés par lid et trx, j’ai analysé le transcriptome d’épidermes abdominaux de pupes femelles contrôle, RNAi lid et RNAi trx. Parmi les cibles de Lid, j’ai identifié bab1, que nos travaux précédents avaient déjà caractérisé comme régulateur de tan. J’ai confirmé la répression de bab1 par Lid, et montré que lid est bien positionné en amont de bab1 dans le réseau de régulation de tan. Parmi les gènes dérégulés en RNAi lid et trx la majorité sont dérégulés dans le même sens. Ceci suggère que Lid et Trx partagent un grand nombre de gènes cibles. De manière surprenante, il y a parmi ces cibles aub, piwi et spn-e qui sont impliqués dans la voie des piRNA. J’ai confirmé leur dérégulation par Lid et Trx. J’ai aussi montré que leur expression était modulée par la température. De plus, leur diminution d’expression dans l’épiderme abdominal induit une baisse de pigmentation, confirmant qu’ils sont impliqués dans ce phénotype.