Analyse des fonctions des régions amino-terminales des histones H3 et H4 dans le transport nucléaire et l'assemblage en chromatine pendant la phase S du cycle cellulaire

Analysis of the function of histone amino-terminal tail domains of the histones H3 and H4 in nuclear import and chromatin assembly during the S phase of the cell cycle

• Auteur / Autrice : Aïda Ejlassi-Lassallette
• Direction : Josiane Fontaine-Perus, Christophe Thiriet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie
• Date : Soutenance en 2012
• Etablissement(s) : Nantes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie-Santé Nantes-Angers
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Nantes. Faculté des sciences et des techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Histones

Mots clés libres

Assemblage en chromatine

Transport nucléaire

Réplication

Physarum polycephalum

Résumé

En tirant profit des uniques caractéristiques du modèle Physarum polycephalum, comme la synchronie naturelle de million de noyaux et la possibilité d'internaliser des protérines exogènes dans la cellule, nous avons examiné les fonctions des régions terminales des histones H3 et H4 pendant la phase S. Par l'incorporation de complexes H3/H4 présentant des mutations spécifiques, nous avons montré que les deux queues des histones ne sont pas équivalentes dans le processus de transport, avec une fonction prédominante de la région terminale de H4. Nos résultats permettent également de mettre en évidence l'existence dans l'import nucléaire des histones H3/H4 d'une homéostasie dans laquelle la région terminale de H3 a un effet répressif et la queue de H4 un effet favorable. Nous avons démontré que l'histone acétyl-transférase de type B, HAT1, en s'associant à la région terminale de H4 promeut l'import nucléaire de H3/H4 sans pour autant que l'acétylation per se soit impliquée dans le processus. Les études de l'assemblage en chromatine couplé à la réplication révèlent que la région terminale de H3 est indispensable. Par ailleurs, nos résultats permettent de proposer que la diacétylation de H4, qui signe la chromatine nouvellement répliquée, et qui implique HAT1, pourrait avoir une fonction de neutralisation de charge des résidus lysine pour permettre l'assemblage en chromatine.

Using the unique characteristics of the model system Physarum polycephalum, as the natural synchrony of million nuclei and the ability to internalize exogenous protein into the cell, we examined the functions of the amino-terminal regions of the H3 and H4 histones during S-phase. The incorporation of H3/H4 complexes carrying specific mutations showed that the tail domains of H3 and H4 are not equivalent in the nuclear import process, wherein the H4 tail exhibits a predominant function. Our results evidenced in the nuclear import the existence of a homeostatic regulation in which H3 tail has a repressive effect and H4 tail a positive one. We also demonstrated that the histone acetyl-transferase type-B, HAT1, by associating with H4 promotes the nuclear import of the complex H3/H4 despite the acetylation per se failed to reveal a role in the process. The studies of replication-coupled chromatin assembly showed that the H3 tail domain is required. Furthermore, our results led us to propose that the diacetylation of H4, which is a signature of newly replicated chromatin, and involves HAT1, might serve to neutralize lysine positive charge to make possible chromatin assembly.