Etude de l'initiation de la recombinaison méiotique chez Arabidopsis thaliana

par Arnaud De Muyt

Thèse de doctorat en Sciences biologiques

Sous la direction de Mathilde Grelon.

Soutenue en 2008

à Paris 11 , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des Sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .


  • Résumé

    La méoise est une étape obligatoire pour les organismes se reproduisant de façon sexuée. Elle comprend une phase de réplication de l’ADN suivie de deux étapes de ségrégation chromosomique. Pour que ce processus se déroule correctement, un certain nombre d’événements doivent avoir lieu, parmi lesquels la recombinaison homologue joue un rôle essentiel. La recombinaison homologue méiotique débute par la formation de cassures double brin (CDB) de l’ADN initiées par la protéine Spo11. Chez les plantes, peu de choses sont connues sur cette étape de la recombinaison puisque, mis à part AtPO11-1 et AtPO11-2, aucun autre gène impliqué dans la formation des CDB n’a été identifié. Une partie de cette thèse a consisté à rechercher de nouveaux marqueurs de CDB. Dans ce contexte, le comportement de la protéine AtMRE11 et de l’histone H2AX phosphorylée (yH2AX) ont été entrepris. Ces études ont montré que ces protéines sont localisées sur les chromosomes au cours de la prophase méiotique. Cependant, elles ne peuvent être utilisées comme marqueurs de CDB puisque leur localisation n’est pas dépendante de l’initiation de la recombinaison. Parallèlement, l’objectif principal de la thèse a été d’identifier et de caractériser des protéines intervenant dans les étapes précoces de la recombinaison homologue en utilisant comme modèle Arabidopsis thaliana. Cette étude s’est basée sur la recherche de mutants « phénocopiant » la mutation Atspo11-1 au sein d’une collection de mutants issus d’une mutagénèse à saturation (une mutation toutes les 250 pb). Les résultats de ce travail ont montré qu’au moins trois nouvelles protéines, AtPRD1, AtPRD2 et AtPRD3 (pour Arabidopsis thaliana Putative initiation Recombination Defects 1-3) sont requises pour la formation des CDB. De plus, AtPRD1, AtPDR2 et AtSPO11-1 interagissent en double hybride, ce qui suggère qu’il existe un complexe d’initiation de la recombinaison chez Arabidopsis. Enfin, le crible mené nous a permis d’approfondir la fonction de la protéine SDS (Solo Dancers, Azumi et al. , 2002) en montrant qu’elle intervenait dans le choix du partenaire pendant la réparation des CDBs méiotiques (biais interhomologue) au même titre que ASY1 et AtDMC1.

  • Titre traduit

    Study of double strand break forming in Arabidopsis thaliana


  • Résumé

    Meiosis is a crucial step for organisms that reproduce sexually. It is a characterized by a single pound of DNA replication followed by two steps of chromosomal segregation. For this, specific events of meiosis need to take place. Among them, homologous recombination plays an essential role in numerous species, including Arabidopsis thaliana. Homologous recombination starts by the formation of DNA double strand breaks (DSB) generated by Spo11. In plants, AtSPO11-1 and AtSPO11-2, are the only genes known to be necessary for DSB formation. The main objective of my PhD was to isolate and characterise genes involved in DSB formation using Arabidopsis thaliana as a model. Simultaneously, analysis of new DSB markers, such as yH2AX and AtMRE11, was undertaken. In this work, studies of yH2AX and AtMRE11 immunolabelling showed that these proteins are localized on chromosomes during meiotic prophase l. However, they cannot be used as DSB markers since their localization is independent of meiotic recombination initiation. The identification of new proteins involved in DSB formation was undertaken by looking for mutants showing a typical Atspo11-1 phenotype among a saturated mutant collection of Arabidopsis (one mutation every 250 bp). Our results show that at least three new proteins, AtPRD1, AtPRD2 and AtPRD3 (for Arabidopsis thaliana Putative initiation Recombination Defects 1-3) are involved in DSB formation. Furthermore, AtPRD1, AtPRD2 and AtSPO11-1 interact in a yeast two hybrid assay, suggesting that a DSB formation complex exists in Arabidopsis. Finally, our screen provided new insights concerning the function of the SDS protein (Solo Dancers Azumi et al. , 2002) showing that it is required for partner choice during meiotic DSB repair (interhomolog bias) as well as ASY1 and AtDMC1.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (141 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 113-141

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2008)299
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