Caractérisation de deux protéines, Spo11 et Ski8, impliquées dans la recombinaison, la ségrégation, le mouvement et la structure du chromosome en méiose chez Sordaria macrospora

par Sophie Tessé

Thèse de doctorat en Sciences biologiques

Sous la direction de Denise Zickler.

Soutenue en 2003

à Paris 11 .


  • Résumé

    Au cours de la prophase de la méiose, le chromosome est organisé en une série de loupes attachées à leurs bases à l'élément latéral du complexe synaptonémal (CS). Les chromatides sœurs sont reliées par un complexe protéique, les cohésines, et par une protéine supra-axiale, Spo76/Pds5, identifiée et caractérisée au sein du laboratoire. Sept gènes suppresseurs de la mutation spo76-1 ont été isolés. Nous avons caractérisé deux de ces gènes: SP11 et SK18 qui codent pour des protéines impliquées dans la formation des cassures double-brin (CDB), étape initiale de la recombinaison méiotique. La localisation de spo11p et ski8p a montré que ces protéines sont dépendantes l'une de l'autre pour leur localisation au niveau du chromosome. Les analyses moléculaires, cytologiques et génétiques des mutants spo11 et ski8 ainsi que l'induction de CDB exogènes ont permis de montrer que les CDB sont nécessaires à la reconnaissance et à l'alignement des chromosomes homologues, à la mise en place du CS et à la ségrégation correcte des chromosomes en première et en deuxième division. Les CDB ne sont pas nécessaires à la mise en place de l'élément axial du CS ni à la formation du bouquet mais à sa résolution normale et Spo11p est un régulateur négatif de cette étape. Ces analyses nous ont également permis de démontrer que l'appariement des chromosomes homologues se décompose en trois étapes: une reconnaissance indépendante des CDB, un co-alignement des homologues à 400 nm dépendant des CDB et la mise en place du CS. Spo76p joue un rôle essentiel dans le maintien des deux chromatides sœurs lors de la formation des CDB. Nous avons commencé l'étude du rôle de la protéine Mad2 connue pour jouer un rôle central lors de la transition métaphase/anaphase en mitose. L'ensemble de ce travail a permis de mieux comprendre les liens entre deux processus majeurs de la méiose: la recombinaison et l'appariement des chromosomes homologues.


  • Résumé

    During meiotic prophase, chromosomes are organized into linear arrays of loops attached to the axial element of the synaptonemal complex (SC). Sister chromatids are linked by the cohesin complex and by Spo76/Pds5, isolated and characterized in the laboratory. Suppressor mutations which alleviate spo76-1 arrest were isolated and I characterized two of the corresponding genes: SPO11 and SKI8. Both are involved in the initiation of double-strand breaks (DSB), first step of the meiotic recombination. Chromosomal meiotic localization of Spo11p and Ski8p are mutually interdependent. Analyses of ski8 and spo11 mutants plus exogenous DSB showed that DSB promote recognition and presynaptic alignment of homologs. SC formation and normal segregation of chromosomes during bath meiotic divisions. DSB are not required for the formation of SC axial elements and for the bouquet formation but they are required for its resolution. We further found that Spo11p is a negative regulator of bouquet exit. SPO11 and SKI8 mutant phenotypes divide meiotic synapsis into three successive steps: DSB-independent recognition, DSB-dependent presynaptic coalignment of homologs at 400 nm and SC formation. We show that destabilization of chromosome cohesion and axis must be permitted locally at recombination sites and that Spo76p maintains the sister chromatids at supra-axial levels during this process. To understand the consequences of the spo76-1 mutation and of the DSB effects on meiotic progression, we studied the Spindle Checkpoint protein Mad2, implicated during the metaphase/anaphase transition. This work contributed to the understanding of the links between two important meiotic processes: recombination and pairing of homologous chromosomes.

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Informations

  • Détails : 130 f.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.93-115

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : M/Wg ORSA(2003)238
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