Identification de nouveaux facteurs impliqués dans la formation d'hétérochromatine chez la levure Saccharomyces cerevisiae

Identifying novel factors involved into heterochromatin formation in budding yeast

• Auteur / Autrice : Ivaylo Nikolov
• Direction : Angela Taddei
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chromatine, replication
• Date : Soutenance le 26/09/2014
• Etablissement(s) : Paris 6
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Complexité du vivant (Paris)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Armelle Lengronne, André Verdel, Stéphane Ronsseray

Mots clés

Mots clés contrôlés

Hétérochromatine

Saccharomyces cerevisiae

Mots clés libres

ADN

Chromatine

Replication

Levure à bourgeon

Protein-DNA

Budding yeast

Résumé

Chez la levure à bourgeon, l’établissement de domaines silencieux pour la transcription nécessite le recrutement du complexe SIR (Silencing Information Regulator).Mon travail de thèse s’est attaché à étudier une nouvelle voie d’établissement de la répression transcriptionnelle par les SIRs. Des travaux récents ont montré que la répétition en tandem de protéines fortement liées à l’ADN favorise la mise en silence d’un gène rapporteur voisin (Dubarry et al. 2011).En combinant des approches génétiques et moléculaires, j’ai pu montrer qu’un locus composé de 120 répétitions du site opérateur de l'opéron lactose (lacO) liées par la protéine LacI génère un stress chromatinien local et représente une source d'instabilité génomique. Cette instabilité étant limitée par la recombinaison homologue.Dans la seconde partie de ma thèse, j'ai étudié la dynamique d’établissement de la répression par les complexes lacO/LacI et montré que la répression transcriptionnelle et le recrutement du complexe SIR s'établissent sur plusieurs cycles cellulaires. En outre, mes résultats montrent que le complexe SIR stabilise les nucléosomes au niveau des complexes ADN / protéines de forte affinité.Enfin, deux cribles génétiques m’ont permis d’identifier les complexes HIR et LSM comme des facteurs impliqués dans l’hétérochromatinisation induite par les répétitions lacO/LacI. Les connaissances actuelles de ces complexes étant restreintes à la régulation de la transcription et au post-traitement des ARN messagers, d'autres études seront nécessaires pour disséquer le lien entre ces complexes et l'inhibition transcriptionnelle déclenchée par les complexes lacO /lacI.

Silent domains in budding yeast are formed by the recruitment and spreading of the Silent Information Regulator (SIR) complex.Previous studies showed that an array of tight protein-DNA complexes has the ability to trigger SIR dependent silencing of an ectopically placed EADE2I reporter (Dubarry et al. 2011). It was proposed that replication stress arising due to difficulties to replicate the array of tight protein-DNA complexes is the source of this phenomenon. In my work I have demonstrated that an array of 120 lacO repeats tightly bound by a LacI protein is a source of genomic instability. Investigating the genetic requirements for this event, I have demonstrated that homologous recombination pathways maintain the stability of the locus. My work is consistent with previous reports in fission yeast demonstrating that lacO/LacI is a chromatin stress site (Sofueva et al. 2011). As a second part of my PhD project, using an inducible system that I have developed, I followed the dynamics of establishment of silencing of an ectopically placed reporter gene. My results demonstrate that transcriptional silencing in this system takes many cell cycles to be established. Additionally, I have identified a novel role of the SIR proteins in stabilizing nucleosomes. In an attempt to elucidate the functional link between lacO/LacI and EADE2I silencing, I have performed two SGA (synthetic genetic array) screens. I have identified the HIR and LSM complexes involved into transcriptional regulation and mRNA processing respectively, as potential candidates. Further studies will elucidate the role of these factors on lacO/LacI induced silencing.