Étude du lien entre la régulation épigénétique et le stress du réticulum endoplasmique chez Caenorhabditis elegans

par Lucie Kozlowski

Thèse de doctorat en Sciences de la Vie

Sous la direction de Francesca Palladino.

Le président du jury était Philippe Bouvet.

Le jury était composé de Francesca Palladino, Philippe Bouvet, Grégoire Michaux, André Verdel, Eric Chevet.

Les rapporteurs étaient Grégoire Michaux, André Verdel.


  • Résumé

    L’adaptation cellulaire au stress dépend en partie de changements dans l’expression de gènes de réponse au stress, souvent accompagnés par des modifications dans la structure chromatinienne. Des facteurs chromatiniens pourraient être à l’origine de ces modifications mais leurs mécanismes d’action restent mal connus au cours du développement. La réponse aux protéines malconformées (UPR) est une réponse à des conditions de stress physiologique qui ciblent le réticulum endoplasmique (RE) ; l’UPR a été impliquée dans de nombreuses maladies humaines incluant le cancer et différents composants de cette réponse pourraient être de potentielles cibles pharmaceutiques. Nous avons démontré que HPL-2, l’homologue de la protéine HP1 chez Caenorhabditis elegans, est nécessaire pour la réponse au stress du RE. L’inactivation d’HPL-2 montre une résistance accrue au stress du RE qui dépend d’une part de la voie XBP-1 de l’UPR et d’autre part d’un flux autophagique augmenté. La résistance accrue des vers dépourvu d’HPL-2 est associée avec une augmentation de l’activation d’XBP-1 et de chaperonnes du RE en conditions physiologiques. L’expression d’HPL-2 est ubiquitaire et nous avons déterminé qu’HPL-2 joue un rôle antagoniste dans les cellules neuronales et intestinales pour influencer la réponse au stress du RE. Nous avons également montré qu’une modulation de l’état de la chromatine par une inhibition chimique d’histones déacétylases donnait le même phénotype que l’absence d’HPL-2. De plus, l’augmentation ou la diminution de la méthylation de la lysine 4 de l’histone 3 (H3K4me) joue également un rôle dans la réponse au stress du RE. Ces travaux contribuent ainsi à une meilleure compréhension du lien entre l’UPR, le stress du RE et la structure chromatinienne aussi bien dans un processus normal que dans certaines pathologies.

  • Titre traduit

    Link between epigenetic regulation and endoplasmic reticulum stress in Caenorhabditis elegans


  • Résumé

    Cellular adaptation to environmental changes and stress relies on a wide range of regulatory mechanisms which are tightly controlled at several levels, including transcription. Chromatin structure and chromatin binding proteins are important factors contributing to the transcriptional response to stress. However, it remains largely unknown to what extent specific chromatin factors influence these distinct responses in a developmental context. One of the best characterized stress response pathways is the unfolded protein response (UPR), which is activated by accumulation of misfolded proteins in the endoplasmic reticulum (ER). Here, we show that Caenorhabditis elegans HPL-2, the homologue of the HP1 chromatin associated protein, is required for the ER stress response. Inactivation of HPL-2 results in enhanced resistance to ER stress dependent on the XBP-1 branch of the UPR and the closely related process of autophagy. Increased resistance to ER stress in animals lacking HPL-2 is associated with increased basal levels of XBP-1 activation and ER chaperones under physiological conditions. Using tissue specific rescue experiments, we find that HPL-2 plays antagonistic roles in intestinal and neuronal cells to influence the ER stress response. We further show that chemical inhibition of histone deacetylase activity mimics the HPL-2 loss of function phenotype, and that increasing or decreasing histone H3 lysine 4 methylation (H3K4me) has antagonistic effects on animal survival in response to ER stress. Altogether our results point to an important function for specific chromatin factors and chromatin modifications in maintaining ER homeostasis in a developmental context.



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