Study of the organisation and the transcriptional activity of mouse major satellites

par Lorena Kolar-Znika

Thèse de doctorat en Biologie cellulaire et moléculaire

Sous la direction de Christophe Escudé.

Soutenue le 12-05-2015

à Paris 6 , dans le cadre de École doctorale Sciences de la nature et de l'Homme - Évolution et écologie (Paris) , en partenariat avec Régulation et dynamique des génomes (laboratoire) .

Le jury était composé de Pascal Roussel, Nathalie Beaujean, François Tronche, Jean-Baptiste Boulé.

  • Titre traduit

    L’étude de l’organisation et l’activité transcriptionnelle des satellites majeurs de la souris


  • Résumé

    Dans les cellules de souris, l'hétérochromatine péricentromérique, caractérisée par les répétitions des satellites majeurs et une signature épigénétique spécifique, la triméthylation de l'histone H3 sur la lysine 9 (H3K9me3), est organisée en structures nucléaires particulières appelées chromocentres. Cette région est transcriptionnellement active, produisant des ARN non-codants. Pour caractériser le profil transcriptionnel des satellites majeurs, nous avons utilisé des oligonucléotides LNA séquence spécifiques, pour des expériences de northern blot. Nous avons mis en évidence un profil de transcription complexe, révélé avec les sondes conçues pour cibler les deux brins des répétitions des satellites majeurs. Ce profil est modulé en réponse au choc thermique, condition dans laquelle un court ARN transcrit par l'ARN polymérase III, est surexprimé. Cependant, des problèmes de spécificité inhérents à l'utilisation de ces sondes LNA, ne nous ont pas permis de confirmer que les transcrits détectés ont pour origine les satellites majeurs. La seconde partie de ce travail a consisté en l'étude de l'impact de la modification ciblée de H3K9me3 aux satellites majeurs par une protéine TALE fusionnée à l'histone déméthylase mJMJD2D. Nous avons montré que le signal H3K9me3 est aboli dans les cellules transfectées avec cette protéine TALE. La déméthylation provoque des changements morphologiques des chromocentres, tels que l'augmentation de la taille des foci de satellites majeurs, accompagnés par la diminution de leur nombre, suggérant la fusion de plusieurs chromocentres.


  • Résumé

    In mouse cells, pericentromeric heterochromatin, characterized by major satellite repeats and a specific epigenetic signature, the trimethylation of the histone H3 at lysine 9 (H3K9me3) is organised in particular nuclear structures called chromocenters. This region is actively transcribed, producing non-coding RNA. To investigate the transcriptional profile of major satellites, we made used of the sequence specific LNA modified oligonucleotides in northern blot experiments. We have shown that a complex transcriptional pattern is revealed with the probes designed to target both strands of the major satellite repeat. This pattern is modified in response to heat shock, in which we reveal that a short, RNA polymerase III-transcribed RNA is overexpressed. However, specificity problems encountered with the use of these LNA probes inabled us to confirm with certainty the major satellite origin of the detected transcripts. The second part of this work consisted in the studying of the impact of the targeted modification of the H3K9me3 at the major satellites by a TALE protein fused to a histone demethylase, mJMJD2D. We have shown that the H3K9me3 signal is abolished in the cells transfected with this TALE protein. The demethylation triggers morphological changes of the chromocenters such as the increase of the major satellite foci size, that are accompanied by the decrease in the foci number, suggesting the merging of several chromocenters.


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