Analyse protéomique des complexes associés aux membres de la famille CBX (HP1 et Polycomb) dans des cellules humaines

Proteomic analysis of CBX-containing complexes (HP1 and Polycomb) from human cells

• Auteur / Autrice : Julien Vandamme
• Direction : Pierre-Olivier Angrand
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance le 23/09/2009
• Etablissement(s) : Lille 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Protéines -- Modifications posttraductionnelles

Protéines de liaison

Histones

Protéines

Chromatine

Protéomique

Mots clés libres

Complexes protéiques

Résumé

Dans le noyau des cellules eucaryotes, l’ADN est associé aux histones pour former la chromatine. Les extrémités terminales des histones peuvent subir un grand nombre de modifications posttraductionnelles réversibles (méthylation, acétylation, phosphorylation, ubiquitinylation…). Certaines de ces marques épigénétiques définissent des domaines chromatiniens particuliers du noyau. Les triméthylations des lysines 9 et 27 de l’histone H3 (H3K9me3 et H3K27me3) correspondent respectivement à des domaines d’hétérochromatine constitutive et d’hétérochromatine facultative. Les proteines qui possèdent un chromo-domaine sont capables de se lier à des lysines méthylées, et permettent de recruter des complexes qui ont une activité enzymatique ou mécanique sur la chromatine. Les protéines de la famille CBX (ChromoBoX) possèdent toutes un chromodomaine, elles sont subdivisées en 2 groupes: les protéines du groupe HP1 (CBX1, CBX3 et CBX5) et celles du groupe Polycomb (CBX2, CBX4, CBX6, CBX7 et CBX8) qui se fixent respectivement sur H3K9me3 et H3K27me3, respectivement. Afin de mieux comprendre comment s’organise la chromatine au niveau des régions hétérochromatiques, nous avons purifié, en condition native, les complexes associés à ces 8 protéines dans des cellules humaines en culture. Pour ce faire, nous avons opté pour la purification d’affinité en tandem (TAP). Les protéines co-éluées ont été identifiées par spectrométrie de masse. Nos résultats confirment que, d’une part les protéines du groupe Polycomb sont associées au complexe PRC1 (Polycomb Repressive Complex 1). Toutefois, ces protéines sont mutuellement exclusives au sein du complexe PRC1, indiquant qu’il existe plusieurs complexes PRC1 de composition distincte dans la cellule. D’autre part, de nouveaux partenaires associés aux protéines du groupe HP1 ont été identifiés. La mise au point et le développement de la technologie TAP sur des cellules humaines en culture nous ont permis de purifier des complexes associés à la chromatine. Cette technique demeure un outil biochimique efficace pour la purification de complexes protéiques

In the nucleus of eukaryotic cells, DNA is wrapped around histones to form chromatin. The terminal ends of histones may undergo many reversible post-translational modifications (methylation, acetylation, phosphorylation, ubiquitinylation...). Some of these epigenetic marks define specific chromatic regions in the nucleus. The tri-methylation of lysines 9 and 27 of histone H3 (H3K9me3 and H3K27me3) correspond respectively to constitutive and facultative heterochromatin. Chromo-domain containing proteins can bind to methylated lysines, and can recruit complexes having enzymatic or mechanical activity on chromatin. All the members of the CBX (ChromoBoX) family contain a chromodomain, they are divided into 2 groups: the HP1 group (CBX1, CBX3 and CBX5) and the Polycomb group (CBX2, CBX4, CBX6, CBX7 and CBX8) able to bind to H3K9me3 and H3K27me3, respectively. To better understand how the chromatin is organized in heterochromatic regions we purified, in native condition, the complexes associated with these 8 proteins from human cells in culture. To this end, we opted for the tandem affinity purification (TAP). The co-eluted proteins were identified by mass spectrometry. Our results confirm that firstly, Polycomb group proteins are involved in PRC1 complex (Polycomb Repressive Complex 1). However, these proteins are mutually exclusive in the PRC1 complex, indicating that several PRC1 of distinct compositions co-exist in the cell. On the other hand, new partners associated with HP1 group were identified. The development of the TAP technology to cultured human cells allowed us to purify complexes associated with chromatin. This technique remains an effective tool for the biochemical purification of protein complexes.