Contrôle transcriptionnel de l'identité musculaire chez la drosophile : modules cis-régulateurs et gènes cibles directs de Collier

TRanscriptional control of muscle identuty in drosophila : collier cis-regulatory modules and direct targets genes

• Auteur / Autrice : Mathilde de Taffin de Tilques
• Direction : Alain Vincent
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie du développement
• Date : Soutenance en 2013
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Facteurs de transcription

Drosophiles

Mots clés libres

Drosophile

Muscle DA3

ChIPseq

Crm

Réseaux de régulation transcriptionnelle

Résumé

Les facteurs de transcription (FT) COE (Col-EBF) sont conservés chez les métazoaires et participent au contrôle de divers processus biologiques : hématopoïèse, neurogenèse, myogenèse. Leur dérégulation entraîne de graves dysfonctionnements chez les mammifères (défauts de spécification des lymphocytes B, de sous-types neuronaux. . . ). Cependant les gènes cibles régulés par les FT COE restent majoritairement inconnus. Notre équipe utilise la drosophile comme système modèle pour étudier la spécificité d'action des FT COE selon le contexte cellulaire. Mon travail de thèse est centré sur l'identification de gènes cibles directement régulés par Collier (Col) et la caractérisation des modules cis-régulateurs associés. J'ai identifié un ensemble de gènes cibles de Col par des expériences d'immuno-précipitation de la chromatine (ChIP-SEQ). Cette analyse m'a permis d'identifier le motif ADN sélectivement reconnu par Col in vivo, et de montrer que cette reconnaissance est contextuelle. Plusieurs gènes cibles ont été validés par des expériences d'hybridation in situ et d'analyse fonctionnelle de leurs CRM, parmi lesquels une majorité d'autres FTs. L'ensemble des résultats révèle une complexité inattendue des réseaux de régulation transcriptionnelle contrôlant l'identité musculaire chez la drosophile et confirme que Col est un acteur majeur de différents réseaux dans différents tissus embryonnaires. Au vu de la conservation des FTs COE au cours de l'évolution, les conclusions de cette étude modèle chez la drosophile apportent un éclairage nouveau sur les études en cours sur des modèles mammifères

The COE (Collier/Early B cell Factor) family is a metazoan-specific family of transcription factors (TF) that are involved in the control of numerous biological processes, including hematopoiesis, neurogenesis and muscle identity. Mutant analysis of COE TFs across several organisms showed defects in the specification of different cell types, like neuron subtypes or, in mammalians, B lymphocytes and brown adipocytes. However, the COE target genes are mostly unknown. Drosophila (fruit fly) is an excellent model to study the functional diversity of COE TFs. The core of my PhD work was the identification of Collier direct target genes in the DA3 muscle lineage, and the characterization of the corresponding CRM to better understand how COE proteins activate specific target genes in a tissue-dependent manner. I performed chromatin immuno-precipitation on whole embryos followed by systematic sequencing of the immuno-precipitated fragments (ChIPseq). By bio-informatics, I identified Col in vivo binding motif and showed that Col binding in vivo is context-dependent. Several candidate genes were validated by in situ hybridizations and functional analysis of the Col binding CRM. TF are over-represented among these targets. All together, the results reveal an unexpected complexity of gene regulatory networks that control muscle identity in Drosophila and confirm the critical role for Col in several transcription regulatory networks in the embryo. Considering the evolutionary conservation of COE proteins and their in vivo DNA binding properties, these results bring new insight into the complexity of COE function in other organisms, including mammals