Identification et caractérisation de promoteurs bidirectionnels au sein du muscle squelettique de l'espèce Bos Taurus

par Cédric Meersseman

Thèse de doctorat en Génomique, Génétique moléculaire

Sous la direction de Daniel Petit et de Dominique Rocha.

Le président du jury était Abderrahman Maftah.

Le jury était composé de Daniel Petit, Dominique Rocha.

Les rapporteurs étaient Silke Jensen.


  • Résumé

    Les promoteurs bidirectionnels sont définis comme des régions régulatrices pouvant potentiellement réguler l'expression de deux gènes contigus, situés en orientations opposées. A l'heure actuelle, ce type de promoteur a été identifié chez toutes les espèces étudiées, où il représente entre 5 % à 55 % des promoteurs. Dans ce manuscrit, l' étude se focalise sur l'identification et la caractérisation de promoteurs bidirectionnels responsables d'une co-expression de deux gènes au sein du tissu musculaire bovin. Plus précisément, l'intérêt est porté sur les gènes codants pour des protéines, où suite à une analyse in silico à l'échelle du génome, une analyse du transcriptome a été réalisée par RNA-Seq en vue d'identifier les gènes co-régulés dans le muscle squelettique. Toutefois, cette méthode de quantification étant faussée par certains biais, une méthode de normalisation spécifique a été développée. Une fois les données d'expression corrigées, une étude des fonctions biologiques associées aux paires de gènes co-exprimés a été entreprise, montrant que ces gènes étaient généralement impliqués dans des fonctions cellulaires fondamentales, avec une surreprésentation dans les fonctions associées à la mitochondrie. Onze promoteurs bidirectionnels putatifs ont ensuite été sélectionnés afin d'être analysés dans dans un crible in vitro, dans le but de vérifier que les séquences situées entre les deux gènes étaient nécessaires et suffisantes afin d'engendrer l'expression de deux gènes rapporteurs. Puis, ces séquences ont été analysées en détail afin d'identifier les facteurs potentiellement impliqués dans la transcription. Il en ressort que ces promoteurs bidirectionnels présentent probablement une activité bidirectionnelle tissu-indépendante, en raison de l'implication de nombreux facteurs de transcription ubiquitaires. D'autres part, une étude de la conservation de ces paires de gènes au sein des Vertébrés a révélé une bonne conservation notamment au sein des Mammifères, suggérant la présence d'une pression de sélection maintenant ces différents couples de gènes, et donc une importance d'un point de vue fonctionnel. Pour finir, une caractérisation plus fined'une de ces onze régions régulatrices a ensuite été réalisée, ce qui renforça l'hypothèse d'un vrai promoteur bidirectionnel.

  • Titre traduit

    Identification and characterization of bidirectional promoters in Bos taurus skeletal muscle


  • Résumé

    Bidirectionnels promoters are definited as regulatory regions that can co-regulate the expression of two neighboring genes arranged in divergent manner. Until now, this type of promoter was identified in all species that have been studied, where they account for 5 to 55% of all promoters. In this maniscript, the study was focused on the identification and characterization of bidirectional promoters involved in the co-expression of two neighboring genes in bovine muscle tissue. More precisely, we performed a large scale survey on protein coding genes, and a RNA-Seq transcriptome analysis to identify co-regulated gene pairs in skeletal muscle. However, since this technology leads to several quantification biases, we developped an integrated normalization method. After correction of the expression date, a study of the biological functions associated with co-expressed gene pairs was conducted, which showed that these genes were generally linked to fundamental cellular functions, with an overrepresentation in mitochondrion compartment. Eleven putative bidirectional promoters were then selected and subject to an in vitro screening, in order to verify that the sequences located between the two genes are necessary and sufficient to drive an expression of two reporter genes. Then, these sequences were analyzed in detail to identify factors potentially involved in transcription. It appeared that these bidirectional promoters probably have a tissue-independent bidirectional activity, due to many ubiquitous transcription factors. Furthermore, a conservation study of these gene pairs within Vertebrates revealed a good conservation particularly among Mammals, suggesting that a selection pressure is acting to maintain these gene pairs, and therefore important functions. Finally, a more detailed characterization of one of these eleven regulatory regions was then performed, which reinforced the hypothesis of a true bidirectional promoter.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (232 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Réf. Bibliograph. : p. 192-203

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  • Bibliothèque : Université de Limoges (Section Sciences et Techniques). Service Commun de la documentation.
  • Disponible pour le PEB
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