H3S10P, phosphorylation de l'histone H3 sur la sérine 10 dans l'embryon préimplantatoire de souris

H3S10P, Phosphorylation at Ser10 in Mouse Preimplantation Embryos

• Auteur / Autrice : Karlla Ribeiro de sousa
• Direction : Jean-Paul Renard, Nathalie Beaujean
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences du vivant
• Date : Soutenance le 09/11/2011
• Etablissement(s) : Paris, AgroParisTech
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Agriculture, Alimentation, Biologie, Environnement, Santé (Paris ; 2000-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Biologie de la reproduction, environnement, épigénétique, et développement (Jouy-en-Josas,Yvelines ; 1995-....)
• Jury : Président / Présidente : Poul Hyttel
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Paul Renard, Nathalie Beaujean, Poul Hyttel, Eve Devinoy, Thomas Heams
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Claire Francastel, Catherine Labbé

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cytogénétique

Embryologie

Souris

Épigénétique

Régulation génétique

Hétérochromatine

Mots clés libres

Embryon

Développement

Reprogrammation

Chromatine

Histone

Epigénétique

Embryo

Development

Reprogramming

Chromatine

Histone

Epigenetic

Résumé

L'hétérochromatine péricentromérique semble jouer un rôle dans la régulation de l'expression génique et par conséquent dans le potentiel de développement des embryons. Nous avons fait l'hypothèse qu'une marque épigénétique, H3S10P, pourrait être un nouveau marqueur permettant le suivi des régions péricentromériques dans l'embryon préimplantatoire de souris. Par des techniques d'immunofluorescence et d'immuno-FISH couplées à de la microscopie en haute résolution, nous avons montré que la distribution de H3S10P dans les embryons de souris est différente de celle observée dans les cellules somatiques. Durant les stades 1 à 4-cellules, H3S10P est détectée en interphase autour des précurseurs des nucléoles (NPB), où elle colocalise avec les sondes ADN reconnaissant l'hétérochromatine péricentromérique, puis marque les bras chromosomiques sur toute la durée des phases de mitose. Après le stade 4-cellules, la distribution de H3S10P redevient similaire à ce qui est connu dans les cellules somatiques, avec un marquage au niveau des chromocentres seulement en fin d'interphase et sur les chromosomes mitotiques seulement jusqu'à la télophase. Cette cinétique particulière observée semble liée à l'absence de la kinase Aurora B aux stades les plus précoces. Nous avons également comparé la localisation de H3S10P avec celle d'autres marqueurs associés à l'hétérochromatine péricentromérique comme H3K9me3, HP1 β et la double modification H3K9me3S10P et en avons conclu que H3S10P est un meilleur marqueur pour l'hétérochromatine péricentromérique des deux génomes parentaux. Enfin, comme les embryons clonés obtenus par transfert nucléaire à partir de cellules somatiques (SCNT) montrent une redistribution anormale de l'hétérochromatine péricentromérique ainsi qu'un développement altéré, nous avons utilisé H3S10P pour détecter les remaniements de l'hétérochromatine après SCNT. Nos résultats montrent que, contrairement aux autres marqueurs, H3S10P n'est présente que sur la portion de l'hétérochromatine qui est correctement remaniée, tandis que l'hétérochromatine incorrectement reprogrammée conserve la signature épigénétique de la cellule donneuse.

Pericentromeric heterochromatin appears to be involved with gene regulation and therefore with the developmental potential of embryos. We hypothesized that an epigenetic modification, H3S10P, could be a new marker to follow pericentromeric heterochromatin in preimplantation mouse embryos. Using immunofluorescence, immunoFISH and high resolution microscopy, we observed that H3S10P shows a different distribution pattern in mouse embryos than in somatic cells. It is detected early in interphase around the Nucleolar-Precursor Bodies from 1- to 4-cell, in co-localization with the DNA probes for pericentromeric heterochromatin, and is seen in the chromosome arms throughout mitosis. In fact, H3S10P shows a similar kinetic as seen in somatic cells only after the 4-cell stage: being solely observed in the chromocenters during late interphase and on the mitotic chromosomes until telophase. This distribution seems related to the absence of Aurora B kinase in the earlier stages. We have also compared H3S10P to other related pericentromeric heterochromatin markers such as H3K9me3, HP1β and the double modification, H3K9me3S10P, and concluded that H3S10P is a better marker for pericentromeric heterochromatin of both parental origins. Finally, as cloned embryos often show abnormal pericentromeric heterochromatin remodelling and impaired development after Somatic Cell Nuclear Transfer (SCNT), H3S10P was used to track down heterochromatin reprogramming after SCNT. Our results show that H3S10P underlines only the portion of heterochromatin which is remodelled when compared with the other related markers and that the unremodelled portion maintains the epigenetic signature of the donor cell.