Analyse de la fonction de la région de contrôle du locus des chaînes lourdes des immunoglobulines au cours du développement des lymphocytes B

par Fatima-Zohra Braikia

Thèse de doctorat en Biologie moléculaire et immunologie

Sous la direction de Ahmed Amine Khamlichi.

Soutenue le 25-09-2015

à Toulouse 3 , dans le cadre de École Doctorale Biologie Santé Biotechnologies (Toulouse) .


  • Résumé

    Au cours du développement des lymphocytes B, le locus des chaînes lourdes des immunoglobulines (IgH) subit deux types de réarrangements intra-géniques : 1) La recombinaison V(D)J qui se produit aux stades précoces du développement lymphocytaire et qui cible les régions variables du locus, et 2) la commutation de classe initiée à un stade plus tardif du développement et qui permet aux cellules B d'acquérir de nouvelles fonctions effectrices suite au changement des domaines constants des Ig. Ces deux processus contribuent à la grande diversité du répertoire des anticorps, à la spécificité et à la vigueur de la réponse immunitaire. Durant ces deux processus, la transcription des gènes des Ig, appelée transcription germinale, a un rôle essentiel. Elle est une des clés de l'accessibilité de la chromatine aux enzymes nécessaires à l'initiation des recombinaisons. La transcription germinale est régulée par des éléments cis-régulateurs qui effectuent leur fonction à de longues distances au sein du locus IgH. Parmi ces éléments, la région de contrôle du locus appelée 3'RR (3' regulatory region) est un élément majeur de contrôle de l'expression du locus IgH aux stades tardifs du développement B. Cependant, son rôle aux stades précoces du développement était inconnu. Mon travail de thèse a visé à mieux comprendre la fonction de la 3'RR tout au long du développement des lymphocytes B avec une attention particulière aux stades précoces. Dans une première étude, nous avons analysé le rôle de la 3'RR dans la transcription germinale associée à la recombinaison V(D)J en utilisant une lignée murine dépourvue de la 3'RR. Nous avons d'abord mis au point une technique de PCR quantitative en temps réel afin de quantifier les réarrangements V(D)J. Nous avons ensuite montré que la 3'RR avait en fait une activité répressive sur la transcription sens et anti-sens du domaine variable du locus IgH, et que la transition d'un effet silencer à un effet activateur corrélait avec l'achèvement des réarrangements V(D)J. Dans une deuxième étude, nous nous sommes intéressés à l'effet de la 3'RR sur les promoteurs des gènes constants en utilisant deux modèles murins portant des mutations à des sites stratégiques du locus IgH. L'analyse phénotypique et moléculaire des deux modèles nous a permis de montrer que la 3'RR établissait un domaine transcriptionnellement actif dès les stades précoces du développement. Cependant, l'effet activateur de la 3'RR sur ses promoteurs cibles était bloqué à ces stades par un site de fixation du facteur architectural CTCF. La délétion de ce site ou l'insertion d'un promoteur dans le domaine transcriptionnel de la 3'RR délimité par le site CTCF, aboutissent à une activation prématurée et différentielle des promoteurs cibles. Mes travaux de thèse ont permis de définir, pour la première fois, la fonction de la 3'RR aux stades précoces du développement B, indépendants de l'activation antigénique, et de révéler des mécanismes développementaux plus complexes que la simple induction de la 3'RR initiée par la rencontre de la cellule B avec l'antigène.

  • Titre traduit

    Analysis of the function of the IgH locus control region during B cell development


  • Résumé

    During B cell development, the immunoglobulin heavy chain (IgH) locus undergoes two types of intragenic rearrangements: 1) V(D)J recombination at early stages of B cell development which targets the variable region of the locus, and 2) class switch recombination at the mature B cell stage which enables B cells to acquire novel effector functions upon a change of the constant domain of Ig molecules. Both processes contribute to the wide diversity of antibody repertoire, and to the specificity and robustness of an immune response. Transcription of recombining genes is associated with V(D)J recombination and classswitching. This transcription, called germline transcription, plays a key role in the accessibility of the chromatin of target sequences to the enzymes required for the initiation of recombination. Germline transcription is regulated by cis-acting elements that often act at long distances within the locus. Among these long-range elements, a locus control region called the 3' regulatory region (3'RR) is known to play a major role in IgH locus expression at late stages of B cell development. However, its role at early stages is unknown.The main objective of my PhD work was to contribute to a better understanding of the function of the 3'RR throughout B cell development, with a special focus on early stages. In a first study, we analyzed the role of the 3'RR in the regulation of germline transcription associated with V(D)J recombination by using a mouse line devoid of the 3'RR. We first set up a sensitive real-time PCR to quantify V(D)J recombination. We then went on to show that in fact, the 3'RR mediated a transcriptional silencing activity on both sense and antisense transcription along the variable region of the IgH locus, and that the switch off of this silencing activity correlated with the completion of V(D)J recombination, after which the 3'RR became a transcriptional enhancer. In a second study, we investigated the effect of the 3'RR on germline promoters of the constant genes by using two murine models bearing specific mutations at strategic sites of the IgH locus. Phenotypic and molecular analyses of the two models enabled us to show that the 3'RR establishes a transcriptionally active domain at early stages of B cell development, upon completion of V(D)J recombination. Nonetheless, the activating effect of the 3'RR on constant genes at early stages is insulated by the architectural factor CTCF. Deletion of this CTCFbinding site or insertion of a germline promoter within the 3'RR-mediated transcriptionally active domain, led to specific and premature activation of target germline promoters. My PhD work enabled us to elucidate for the first time the developmentally regulated function of the 3'RR at early stages of B cell development, prior to antigen challenge. It also revealed a more complex picture of the 3'RR function than the hitherto simple induction of the 3'RR upon encounter with antigen.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (118 p.)

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  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2015 TOU3 0121
  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque électronique.
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