Investigating the contribution of the non-coding gene Ftx to X-chromosome inactivation in mammals

par Giulia Furlan

Thèse de doctorat en Physiologie et biologie des organismes, populations, interactions. Génomes, épigénomes, destin cellulaire

Sous la direction de Claire Rougeulle.

Soutenue le 23-09-2016

à Sorbonne Paris Cité , dans le cadre de École doctorale Bio Sorbonne Paris Cité (Paris) , en partenariat avec Centre Épigénétique et destin cellulaire (Paris) (laboratoire) et de Université Paris Diderot - Paris 7 (établissement de préparation) .

Le président du jury était Reiner A. Veitia.

Le jury était composé de Claire Rougeulle, Reiner A. Veitia, Joost Gribnau, Alena Shkumatava, Elphège-Pierre Nora.

Les rapporteurs étaient Joost Gribnau, Alena Shkumatava.

  • Titre traduit

    Étude de la contribution du gène non-codant Ftx dans l'inactivation du chromosome X chez les mammifères


  • Résumé

    L’inactivation du chromosome X (XCI) est un mécanisme qui permet l’extinction transcriptionelle d’un des deux chromosomes X chez la femelle. XCI est régulé par une région spécifique nommée centre de l’inactivation du chromosome (Xic), contenant plusieurs gènes produisant de longs ARNs non codants (lncRNAs). Parmi ces lncRNAs, le transcrit Xist est l’effecteur principal pour l’XCI. Xist peut s’accumuler en cis sur le chromosome et recruter la machinerie qui permettra l’initiation et la propagation de l’extinction transcriptionnelle à l’échelle du chromosome.Le laboratoire d’accueil a identifié un nouveau gène du Xic qui produit le lncRNA Ftx. Dans cette étude, on a pu montrer que l’inactivation du chromosome X est fortement perturbée dans les cellules Ftx-/- et s’accompagne par une forte baisse du niveau d’expression et d’accumulation de Xist. Dans ce contexte, certaines cellules parviennent à maintenir l’expression de Xist mais le profil de couverture du chromosome X par Xist est anormal, présentant un profil diffus ; ceci est associé à une extinction transcriptionnelle déficiente des gènes liés à l’X. Dans les lignées hétérozygotes Ftx+/-, l’expression et l’accumulation de Xist est aussi affectée mais dans une moindre mesure, si bien qu’il apparaît que le nombre de copies de Ftx soit important pour sa fonction. Par ailleurs, l’inactivation du chromosome X dans les cellules Ftx+/- est biaisée de telle sorte que le chromosome X portant une copie fonctionnelle de Ftx est préférentiellement inactivé, suggérant un rôle en cis de Ftx. Ces résultats montrent que Ftx est un activateur de Xist et qu’il est essentiel pour la mise en place de l’inactivation


  • Résumé

    X-chromosome inactivation (XCI) is a female-specific, chromosome-wide regulatory process that, in eutherians, ensures dosage compensation for X-linked genes between sexes. XCI is controlled by a cis-acting locus on the X-chromosome, the X-inactivation center (Xic), enriched in genes producing long non-coding RNAs (lncRNAs). The Xic-linked gene Xist is the master player of XCI, and produces a lncRNA that accumulates in cis on the X-chromosome and recruits the machinery responsible for initiation and propagation of silencing.The laboratory has identified an additional Xic-linked non-coding gene, Ftx. In this study, we could find that, in female Ftx-/- lines, XCI is strongly impaired, with a significant decrease in the levels of Xist expression and in the percentage of cells showing normal Xist accumulation patterns. Importantly, a high proportion of the cells that still retain Xist expression show abnormal X-chromosome coating and a decreased ability to silence X-linked genes. These data reveal that Ftx is a positive Xist regulator and it is required for proper XCI establishment. In female Ftx+/- lines, the levels of Xist expression and the percentage of cells showing normal Xist accumulation patterns are also decreased, albeit to a lower extent compared to Ftx-/- lines, suggesting that Ftx works in a copy-dependent manner. In addition, a high proportion of Ftx+/- cells display skewed X-inactivation, with preferential inactivation of the wild-type X chromosome. This suggests that Ftx role on Xist accumulation is mostly restricted in cis. Taken together, these results demonstrate that Ftx is required for XCI establishment, where it functions as a strong Xist activator

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