Caractérisation moléculaire de la transmission épigénétique d’un caractère acquis, la régulation de l’élément I chez Drosophila melanogaster.

par Thomas Grentzinger

Thèse de doctorat en Biologie Santé

Sous la direction de Severine Chambeyron et de Édouard Bertrand.

Le président du jury était Gérard Lefranc.

Le jury était composé de Severine Chambeyron, Édouard Bertrand, Gérard Lefranc, Stéphane Ronsseray, Chantal Vaury.

Les rapporteurs étaient Stéphane Ronsseray, Chantal Vaury.


  • Résumé

    Les cellules, et tout particulièrement les cellules germinales, maintiennent l'intégrité de leur génome en prévenant d'éventuelles mutations comme celles dues à la mobilité des éléments transposables (ET). Dans la lignée germinale des animaux, une classe particulière de petits ARN régulateurs, les PIWI-interacting RNA (piRNA), sont les acteurs majeurs du contrôle des ET. Chez Drosophila melanogaster, il existe des souches dites réactives, dépourvues de copies actives de l'élément I, ET exprimé dans la lignée germinale femelle. Les femelles de ces souches voient leur capacité à réprimer l'invasion de leur génome par l'élément I augmenter avec l'âge. Des données antérieures ont montré qu'une fois acquise, la capacité à réprimer l'élément I est transmise maternellement au travers des générations. Mes travaux de thèse ont permis de montrer que la transmission de la capacité à réprimer l'élément I n'est pas corrélée à des modifications de l'activité transcriptionnelle des loci producteurs de piRNA, mais semble uniquement véhiculée par les piRNA. En effet, les piRNA de l'élément I déposés dans l'embryon vont amorcer la production de piRNA complémentaires dans les ovaires de la descendance, ce qui induit une forte accumulation de piRNA antisens à l'élément I. Ainsi, les piRNA maternellement déposés assurent la transmission de la capacité à réprimer l'élément I, acquise suite au vieillissement des ascendants maternels. Mes résultats mettent en évidence le rôle des piRNA comme support moléculaire d'une composante non génétique de l'information héritable, indépendante de la chromatine et déterminante pour le maintien de l'intégrité du génome.

  • Titre traduit

    Molecular characterization of the epigenetic transmission of an acquired trait, the I element regulation in Drosophila melanogaster


  • Résumé

    Cells, especially germinal stem cells, maintain genomic integrity by averting the propagation of mutations, generated as a consequence of DNA damage. In particular, they must avoid the deleterious activity of transposable elements (TEs). In animal germlines, one of the key players of the TE repression involves a specific class of small regulatory RNAs, the PIWI-interacting RNAs (piRNAs). In Drosophila melanogaster, there are reactive strains that are devoid of functional copies of the I element, a TE specifically expressed in the female germ line. When they get older, females of these strains can acquire a strong capacity to repress the I element invasion. Anterior works have shown that once acquired, this capacity to repress the I element is maternally transmitted over generations. The results obtained during my thesis revealed that the transmission of the capacity to repress the I element is not correlated with increased transcriptional activity of piRNA producer loci but seems only mediated by the piRNAs. Indeed, I element piRNAs deposition in the embryo after aging treatment correlates with the production of complementary piRNAs in the ovaries of the progeny. This results in a strong accumulation of antisense I element piRNAs. The maternally deposited piRNAs ensure the transmission of the capacity to repress the I element acquired after ancestor aging. My results highlight the molecular support of a DNA- and chromatin-independant component of heritable information essential for the maintenance of genome integrity.


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