Régulation épigénétique du locus subtélomérique 4q35 et contribution du macrosatellite D4Z4 dans la dystrophie facio-scapulo-humérale

par Natacha Broucqsault

Thèse de doctorat en Pathologie humaine. Génétique humaine

Sous la direction de Frédérique Magdinier.

Soutenue le 20-12-2013

à Aix-Marseille , dans le cadre de Ecole Doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Marseille) , en partenariat avec Laboratoire de génétique médicale et génomique fonctionnelle (Marseille) (laboratoire) .

Le président du jury était Nicolas Levy.

Le jury était composé de Frédérique Magdinier, Nicolas Levy, Pierre-Antoine Defossez, Gael Cristofari, Sylvie Rival-Gervier.

Les rapporteurs étaient Pierre-Antoine Defossez, Gael Cristofari.

mots clés

• Epigénétique, macrosatellite, dystrophie facio-scapulo-humérale, méthylation de l'ADN, modifications d'histones, expression génique
• Chromosomes humains de la paire 4 -- génétique
• Foetus -- métabolisme
• Protéines à homéodomaine -- génétique
• Développement musculaire -- génétique
• Dystrophie musculaire facio-scapulo-humérale -- génétique
• Télomère
• Épigénomique
• Méthylation de l'ADN

Résumé

Troisième dystrophie musculaire en terme d’incidence, la dystrophie facio-scapulo-humérale est une maladie qui reste encore énigmatique. Bien qu’elle a été montrée comme associée à la contraction d’un macrosatellite, D4Z4, au niveau du subtélomère 4q35 au début des années 1990, l’origine des modifications observées chez les patients est encore mal connue. C’est pourquoi nous nous sommes intéressés à différents aspects de la pathologie. Tout d’abord, nous avons étudié l’expression des gènes de la région 4q35 ainsi que de gènes impliqués dans la physiologie musculaire chez des fœtus et des adultes porteurs ou non d’une contraction du nombre de D4Z4 et avons ainsi pu mettre en évidence que les dérégulations géniques étaient déjà observable chez les fœtus, faisant de ceux-ci un modèle relevant d’étude de la pathogénèse précoce de la FSHD. Nous nous sommes ensuite intéressés à la régulation épigénétique de deux gènes situés au niveau du locus 4q35 et avons pu observer que des modifications épigénétiques globales pouvaient, ou non, moduler l’expression de ces gènes et ce dépendamment du nombre de répétitions du macrosatellite. Enfin, nous avons analysé la régulation de la région par l’effet de position télomérique et avons remarqué que seuls certains gènes de la région, distants, étaient régulés par ce mécanisme épigénétique. Ces résultats nous ont permis d’avancer un peu plus dans la connaissance de la dystrophie facio-scapulo-humérale et de valider un nouveau modèle d’étude de la pathologie.

mots clés

• Epigenetic, macrosatellite, facioscapulohumeral dystrophy, DNA methylation, histone modifications, gene expression

Titre traduit

Epigenetic regulation of the 4q35 subtelomeric locus and contribution of the D4Z4 macrosatellite in FSHD

Résumé

Hird more frequently myopathy, the facioscapulohumeral dystrophy is an enigmatic disease. It is associated with the macrosatellite D4Z4 contraction since 90’s but the origin of the modifications observable in patients remains unclear. That’s why, we have focused our work in different aspects of this disease. First of all, we have studied expression of 4q35 and muscular genes in fetuses and adults carrying a contraction of the D4Z4 macrosatellite and shown that the molecular deregulations can be observed since the fetal stage. So, we have validated this model as an interesting model to study the early FSHD pathogenesis. Secondly, we have been interested in epigenetic regulation of two genes located in the 4q35 region and have observed a modulation of their expression in a global epigenetic modulation contest. Those deregulations depend on the number of D4Z4 repeats. Finally, we have analyzed the region regulation by telomere position effect and have noted only some genes are deregulated by this epigenetic mechanism. With those results, we have progressed in the FSHD pathogenesis knowledge and we have validated a new model to study this pathology.