Transcription factor target search in live eukaryotic cells

par Lydia Boudarène

Thèse de doctorat en Frontières du vivant

Sous la direction de Maxime Dahan et de Xavier Darzacq.

Soutenue en 2013

à Paris 7 .

  • Titre traduit

    Recherche de cible des facteurs de transcription en cellules euraryotes


  • Résumé

    La régulation de l'expression des gènes est un mécanisme étroitement régulé. Au coeur de ce système, les facteurs de transcription jouent un rôle majeur dans l'initiation de la transcription, en induisant le recrutement de la machinerie transcriptionelle sur les séquences régulatrices des gènes. Pour ce faire, les facteurs de transcription doivent trouver et se fixer sur leur séquence cible de -10 paires de bases, au sein d'un génome composé de plusieurs milliards de paires de bases, et ce, dans un laps de temps compatible avec celui des processus biologique. Le mécanisme de recherche de cible a été largement étudié au cours des quarante dernières années, de manière théorique, in vitro et in vivo chez les bactéries et les levures. Au cours de l'étude présentée dans cette thèse, l'introduction au sein du génome de cellules eucaryotes du système modèle bactérien Répresseur Tétracycline-Opérateur Tétracycline, représentant respectivement le chercheur et la cible, a permis de révéler que le chercheur explore le noyau en combinant un processus de diffusion libre en trois dimensions, des fixations non-spécifiques ainsi qu'une diffusion en une dimension le long de l’ADN. L'efficacité de fixation sur la séquence cible de notre système modèle s'est avérée être plus faible que prévue, impliquant la prise en compte d'autres paramètres, tels que la concentration locale de facteurs de transcription ou l'organisation spatiale de la chromatine afin d'avoir une compréhension globale du mécanisme de régulation de l'expression génique.


  • Pas de résumé disponible.


  • Résumé

    Gene regulation is a tightly controlled mechanism throughout evolution. At the core of this process, transcription factors play a major role in transcription initiation by binding and inducing transcriptional machinery recruitment at gene regulatory sequences. To execute their function, transcription factors have to find and bind on their -10 base pair target sequence within a genome of billions of base pairs in timing consistent with biological processes. In the last 40 years, target search process has been widely studied theoretically as well as in vitro and in vivo in bacteria and yeast, but not in high eukaryotes. In the work presented in this thesis, we show the eukaryotic live cell observations of an exogenously introduced bacterial Tetracycline Repressor System binding on an artificial gene array of Tetracycline Operator target sites. The target search mechanism of the Tetracycline Repressor exhibits diffusion in the nucleus by combining a free three-dimensional local and global diffusion, non-specific binding and one-dimensional sliding on the DNA. The binding efficiency on the target was found to be orders of magnitude lower than expected, suggesting that parameters such as local protein concentration or chromatin organization have to be considered for a global understanding of gene expression regulation.

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Informations

  • Détails : 1 vol. ([297] f.)
  • Annexes : 151 réf.

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  • Bibliothèque : Université Paris Diderot - Paris 7. Service commun de la documentation. Bibliothèque Universitaire des Grands Moulins.
  • PEB soumis à condition
  • Cote : TS (2013) 004
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