Biais de composition nucléotidique des gènes et épissage alternatif

par Sébastien Lemaire

Thèse de doctorat en Biologie

Sous la direction de Didier Auboeuf.

Soutenue le 15-03-2019

à Lyon , dans le cadre de École Doctorale de Biologie Moléculaire Intégrative et Cellulaire (Lyon) , en partenariat avec École normale supérieure de Lyon (établissement opérateur d'inscription) et de Laboratoire de biologie et modélisation de la cellule. LBMC (laboratoire) .

Le président du jury était Cristina Vieira-Heddi.

Le jury était composé de Didier Auboeuf, Cristina Vieira-Heddi, Martin Dutertre, Reini Luco, Dominique Weil.

Les rapporteurs étaient Martin Dutertre, Reini Luco.


  • Résumé

    L’épissage, une étape majeure de l’expression des gènes, consiste en l’élimination des introns et la production de transcrits matures ou ARNm. La régulation ou des perturbations de l’épissage sont impliquées dans de nombreuses situations physiopathologiques. Dans ce travail, j’ai utilisé et analysé par des approches de bio-informatiques un grand nombre de données générées à large échelle afin de mieux définir les règles gouvernant la reconnaissance des exons au cours de l’épissage. Je montre que les mécanismes de reconnaissance des exons dépendent du biais de la composition nucléotidique des gènes qui les hébergent. Ainsi, la reconnaissance des exons hébergés par des gènes enrichis en guanine et cytosine dépend essentiellement de leur site 5’ d’épissage qui peut être masqué par des structures secondaires. La reconnaissance des exons hébergés par des gènes enrichis en thymine et adénine dépend essentiellement des signaux d’épissage situés en amont des exons. Je montre également que l’organisation chromatinienne est différente selon les biais de composition nucléotidique des gènes et que cela a un impact spécifique sur la reconnaissance des exons. De nombreuses études démontrent que les gènes ne sont pas organisés de façon aléatoire dans un génome et que l’architecture des gènes et des chromosomes dépend de leur composition nucléotidique. Par conséquent, mes travaux suggèrent qu’il existe un lien direct entre composition nucléotidique d’une région du génome, architecture de la chromatine et sélection des exons au cours de l’épissage.

  • Titre traduit

    Nucleotidic composition bias of the genes and alternative splicing


  • Résumé

    Splicing, a major step in gene expression, consists in the removal of the introns and the production of mature transcripts or mRNA. The regulation of or the disturbances in splicing are involved in numerous physiopathological situations. In this work, I used and analysed with bio-informatic approaches a lot of genome-wide datasets in order to define better the rules governing exon recognition during the splicing step. I show in this work that the mechanisms of exon recognition depend on the nucleotidic composition bias of the genes which host these exons. Thus, the recognition of the exons located in genes enriched with guanine and cytosine essentially depends on their 5' splicing site, which can be hidden by secondary structures. The recognition of the exons located in genes enriched with thymine and adenine essentially depends on splicing signals placed upstream the exons. Moreover, I show that the chromatin organization varies according to the nucleotidic composition bias in the genes, and that it has a particular impact on exon recognition. A lot of studies have shown that the genes are not randomly organized in a genome and that the architecture of the genes and of the chromosomes depends on their nucleotidic composition. Put together, my work suggests that it exists an direct link between the nucleotidic composition of a genomic region, the chromatin architecture and the recognition of the exons during the splicing step.

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