Identification et caractérisation fonctionnelle d'un ARN non-codant impliqué dans la régulation du rétrotransposon Ty1 chez Saccharomyces cerevisae

par Julia Berretta

Thèse de doctorat en Sciences biologiques. Biologie moléculaire

Sous la direction de Antonin Morillon.

Soutenue en 2009

à Paris 11 , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .

mots clés

• Saccharomyces cerevisiae
• Rétrotransposons
• ARN

Résumé

Les ARN non codant (ARNnc) sont impliqués dans la régulation de l’expression génique ches les eurayotes, soit en contrôlant la transcription des gènes codants par l’induction de modifications de la chromatine, soit de manière post-transcriptionnelle, en induisant la dégratation de l’ARNm ou en inhibant sa traduction. En particulier, diverses classes d’ARnc, dont les siRNA et les piRNA, sont impliquées dans le contrôle des éléments répétés chez de nombreux organismes. La levure saccharomyces cerevisiae est dépourvue de siRNA et de piRNA ainsi que de tous les principaux effecteurs des mécanismes de silence dépendants de l’ARN. Etant donné que les ARNnc sont des régulateurs importants de la mobilité des transposons chez les eucaryotes supérieurs, nous avons émis l’hypothèse qu’il pouvait en être de même chez la levure, où le nombre de copies du retrotransposon TY1 est fortement contrôlé. A travers, une analyse détaillée des transcrits TY1, nous avons identifié un ARNnc instable, transcrit en antisens par rapport à TY1. Nous avons montré que cet ARN pouvait réprimer la transcription de TY1 lorsqu’il était exprimé en trans. Nous avons également mis en évidence que la methyltransférase Set1 était un effecteur important du silence de TY1. Ceci est le premier exemple d’ARNnc agissant en trans, impliqué dans le silence transcriptionnel chez S. Cerevisiae. Nos données suggèrent que cet ARNnc nécessite d’une étape cytoplasmique pour réguler la transcription de TY1. De plus, nous avons découvert un autre ARN antisens de TY1, transcrit dans des conditions qui activent la voie de conjugaison, et qui pourrait être impliqué dans la régulation post-transcriptionnelle de TY1.

Titre traduit

Identification and functional characterisation of a non coding RNA involved in the regulation of the TY1 retrotransposon in saccharomyces cerevisiae

Résumé

NcRNAs are involved in regulation of gene expression in animals, plants and fungi and can act either by controlling transcription of protein-coding genes through the generation of modifications of the chromatin structure, or by regulating gene expression post-transcriptionally, through the induction of mRNA degradation or translation inhibition. In particular, several classes of ncRNA, among which siRNAs and piRNAs, were shown to be involved in transposon control in various organisms. The budding yeast S. Cerevisiae is devoid of siRNAS, piRNAs as well as of the main effectors of know, RNA-dependant silencing mechanisms. As ncRNAs are important regulators of transposon mobility in higher eukaryotes we hypothesized that a similar mechanism could take in yeast, where the TY1 retrotransposon copy number in under tight control. Trough a detailed analysis of the TY1 transcripts, we evidenced an unstable non-coding RNA, transcribed in antisense with respect to the TY1 gene. We next showed that this RNA could act to repress TY1 transcription when expressed from exogenous locations. In the attempt to understand the mechanism underlying these observations, we identified the histone methyltransferase Set1 as an important effector for silencing. With our results we provided the first example of a trans-acting non coding RNA in S. Cerevisiae involved in transcriptional silencing. Our data also suggest that this antisense RNA might need a cytoplasmic step to regulate TY1 transcription. In addition, we uncovered another antisense RNA transcribed from TY1- in conditions that activate the mating pathway- that might regulate TY1 retrotransposition post- transcriptionally.