DNA methylation and hydroxymethylation dynamics of enhancers during in vitro cell differentiation

Dynamique de méthylation et d’hydroxyméthylation de l’ADN des enhancers au cours de la différenciation cellulaire in vitro

• Auteur / Autrice : Aurélien Sérandour
• Direction : Gilles Salbert
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Rennes 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Vie-Agro-Santé (Rennes)
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université européenne de Bretagne (2007-2016)

Mots clés

Mots clés contrôlés

ADN -- Altération

Transcription génétique

Facteurs de transcription

Différenciation cellulaire

Chromatine

Résumé

Le transcriptome et le positionnement cis-tridimensionnel des domaines chromatiniens subissent conjointement des modifications profondes lors de la différenciation et de la reprogrammation cellulaire. Dans les cellules souches embryonnaires, des facteurs de transcription maîtres comme Pou5f1/Oct4, Nanog, Sox2 et Klf4 sont responsables d’un réseau de régulation qui va architecturer une chromatine aux propriétés pluripotentes. Au cours de la différenciation, cette chromatine peut être modifiée de manière spécifique à chaque destinée cellulaire, afin de spécialiser et de restreindre le répertoire de gènes exprimés. Ce processus va notamment mettre en jeu l’activation d’enhancers liés par des facteurs de transcription exprimés de novo. Par des méthodes de cartographies épigénomiques dans différentes lignées cellulaires, nous avons observé que l’ADN des enhancers actifs est hypométhylé et que la différenciation cellulaire in vitro s’accompagne d’une hydroxyméthylation de novo de certains enhancers activés.

Transcriptome and cis-tridimensional positioning of chromatin domains undergo deep modifications during cell differentiation and reprogramming. In embryonic stem cells, master genes such as Pou5f1/Oct4, Nanog, Sox2 and Klf4 are implicated in a regulatory network which builds a pluripotent chromatin. This chromatin can be modified in a cell fate-specific manner during differentiation, allowing specialization and restriction of gene expression patterns. Specific enhancers bound by de novo expressed transcription factors become activated during this process. Using epigenomic mapping technologies in different cell lines, we observed that DNA of active enhancers is hypomethylated and that DNA of activated enhancers can be de novo hydroxymethylated during in vitro cell differentiation.