flam and co : mise en place d'une répression programmée des éléments transposables par la voie des piARNs dans le soma gonadique au cours du développement chez Drosophila melanogaster

flam and co : Establishment of programmed repression of transposable elements by the piRNA pathway in the gonadal soma during development in Drosophila melanogaster

• Auteur / Autrice : Aline Martins
• Direction : Emilie Brasset
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie Santé
• Date : Soutenance le 11/10/2024
• Etablissement(s) : Université Clermont Auvergne (2021-...)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences de la vie, santé, agronomie, environnement (Clermont-Ferrand)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Génétique, Reproduction et Développement (Clermont-Ferrand)
• Jury : Président / Présidente : Christophe Tatout
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Stéphanie Maupetit Mehouas
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Carine Meignin, Antoine Boivin, Marie Fablet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Épigénétique

ARN

Drosophila melanogaster

Mots clés libres

Élément transposable

PiARN

Piwi

Répression épigénétique

ARN interférant

Drosophile

Transposable element

PiRNA

Piwi

Epigenetic repression

Interfering RNA

Drosophila

Résumé

Seuls 2 % du génome humain est codant ; le reste est majoritairement constitué de séquences répétées parmi lesquelles se trouvent les éléments transposables (ÉTs). Présent dans le génome de tous les organismes séquencés - et représentant près de 45 % de l'ADN humain -, les ÉTs sont des séquences nucléotidiques capables de se mouvoir dans le génome ; ce phénomène de transposition en fait de forts agents mutagènes internes, raison pour laquelle les organismes ont mis au point différents stratégies afin de réguler leur mobilisation.La voie des piARNs est un mécanisme conservé dans le tissu reproducteur des métazoaires afin de réguler l'expression des ÉTs. Les clusters de piARNs sont des loci dédiés à la production des piARNs, acteurs clefs de la voie pour protéger le génome de la lignée germinale contre l'invasion de ces ÉTs, potentielles sources de mutations et de pathologues transmissibles.Chez la drosophile, la voie des piARNs est aussi présente dans les cellules somatiques bordant les cellules germinales et supportant leur développement. Malgré des progrès significatifs dans la compréhension du rôle des petits ARN dans la formation de l'hétérochromatine et la répression des ÉTs, les mécanismes par lesquels ces processus sont mises en place au cours du développement et maintenus à travers les divisions cellulaires, en particulier dans les cellules somatiques, restent sous-explorés. Notre étude a pu démontrer que, contrairement aux clusters de piARNs germinaux, dont l'identité est acquise par un dépôt maternel de petits ARNs aux premiers stades embryonnaires, l'expression du cluster somatique majoritaire, flamenco, a lieu plus tardivement, dès lors que les cellules somatiques de la gonade embryonnaire rencontrent la lignée germinale et se différencient. L'accumulation des transcrits de flamenco est non seulement nécessaire pour la mise en place de la voie des piARNs somatique, mais aussi pour son maintien tout au long de la vie de la drosophile ; la moindre perturbation de flamenco conduit en effet à une dérépression des ÉTs corrélée à une stérilité des femelles. L'étude a également été réalisée chez le mâle avec la mise en évidence d'un rôle moins drastique de flamenco dans la répression des ÉTs au sein du testicule.

Only 2% of the human genome is coding; most of the rest is made up of repeated sequences, including transposable elements (TEs). Present in the genome of all sequenced organisms - and representing almost 45% of human DNA - TEs are nucleotide sequences capable of moving around the genome. This transposition phenomenon makes them strong internal mutagens, which is why organisms have developed different strategies to regulate their mobilisation.The piRNA pathway is a conserved mechanism in the reproductive tissue of metazoans for regulating the expression of TEs. PiRNA clusters are loci dedicated to the production of piRNAs, key players in the pathway to protect the germline genome from invasion by these TEs, potential sources of mutations and transmissible pathologies.In Drosophila, the piRNA pathway is also present in somatic cells bordering germ cells and supporting their development. Despite significant progress in understanding the role of small RNAs in heterochromatin formation and repression of TEs, the mechanisms by which these processes are set up during development and maintained through cell divisions, particularly in somatic cells, remain underexplored. Our study has shown that, unlike the germline piRNA clusters, whose identity is acquired by maternal deposition of small RNAs in the early embryonic stages, expression of the majority somatic cluster, flamenco, occurs later, when the somatic cells of the embryonic gonad meet the germline and differentiate. The accumulation of flamenco transcripts is not only necessary for the establishment of the somatic piRNA pathway, but also for its maintenance throughout the life of Drosophila; the slightest disruption of flamenco leads to a derepression of TEs correlated with female sterility. The study was also carried out in males, showing that flamenco plays a less drastic role in the repression of TEs in the testis.