Caractérisation des propriétés transcriptionelles des mutants hid1Δ et hid3Δ chez S. pombe

Characterisation of transcriptional properties of the hid1Δ and hid3Δ mutants of Schizosaccharomyces pombe

• Auteur / Autrice : Mohammed Alshehri
• Direction : Mark A. Hooks
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génétique
• Date : Soutenance le 15/09/2015
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Bordeaux)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Biologie du fruit et pathologie
• Jury : Président / Présidente : Patrick Moreau
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Vincent El Ghouzzi
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Yannick Gachet, Ramsay James McFarlane

Mots clés

Mots clés contrôlés

Expression génique

Schizosaccharomyces pombe

Appareil de Golgi

Quiescence cellulaire

Mots clés libres

Formation Dauer

Transcriptomique

Quiescence cellulaire

Dauer formation

Transcriptomics

Cellular quiescence

Résumé

Schizosaccharomyces pombe devient de plus en plus un système modèle pour étudier la régulation de l'expression des gènes et des protéines dans les processus impliqués dans le développement de cancers et de maladies génétiques. Ces travaux peuvent servir à étudier les propriétés putatives de la protéine humaine HID1 à empêcher des tumeurs de se former. J'ai utilisé la technique RNAseq pour révéler les changements d'expression des gènes sur les cellules de S. pombe dont sont absentes trois gènes orthologues du gène humain HID1: hid1+, hid2+ et hid3+. Des mutants ont été créés par remplacement de gènes et testés pour découvrir leurs propriétés de croissance. La croissance du mutant hid2Δ semblait meilleure tandis que celle de hid3Δ semblait plus lente que les contrôles. La morphologie cellulaire de chaque mutant était normale. La microscopie à transmission électronique a révélé que l'appareil de Golgi était fortement modifié dans hid3Δ. RNAseq a montré que plus de 500 gènes étaient exprimés différentiellement dans hid3Δ. Les changements d'expression indiquaient des cellules sous tension. Par ailleurs, un jeu défini de facteurs de transcription et un groupe de gènes encodant des protéines situées et sécrétées ont été introduits, ce qui suggère que la perturbation de la fonction protéique au niveau de la membrane plasmique a un effet feedback sur la régulation de l'expression des gènes. J'émets l'hypothèse que la croissance lente de hid3Δ s'explique par un état cellulaire de quiescence partielle. Aussi, S. pombe ont été séquencées et révèlent l'expression de petits ARN non codants spécifiques, dont des introns complets et d'autres ARN non codants non annotés.

Schizosaccharomyces pombe has become increasingly a model system to study the regulation of gene expression, stress signaling and metabolic and protein changes for processes implicated in the development of cancer and genetic diseases. This work was started to determine if S. pombe could be used to study the putative anti-tumor forming properties of the human HID1 protein. I employed the NGS technology RNAseq to reveal gene expression changes to the cells of S. pombe lacking three orthologues of the human HID1 gene, hid1+, hid2+ and hid3+. Mutants lacking these genes were created by gene replacement and tested for growth properties. The mutant hid2Δ appeared to grow better and hid3Δ grew more slowly than WT controls. The cell morphology of each mutant was normal and lengths and widths were unchanged. Transmission electron microscopy revealed that the Golgi apparatus was greatly modified in hid3Δ but not in other genotypes. RNAseq showed that under standard growth conditions more than 500 genes were differentially expressed in hid3Δ. Expression changes were indicative of cells under stress. Also, a defined set of transcription factors and a group of genes encoding proteins located in the plasma membrane and secreted were induced, suggesting that disruption of protein function at the plasma membrane feeds back to regulate gene expression. I hypothesize that slow growth of hid3Δ is due to a partial quiescent cell state. To start investigating mechanisms regulating gene expression, small RNA libraries of the size of S. pombe introns were sequenced and revealed the expression of specific small non-coding RNAs, including full introns and other un-annotated non-coding RNAs.