Etude fonctionnelle de Pacmmar1, élément transposable de type mariner isolé chez le crabe Pachygrapsus marmoratus

Functional analysis of Pacmmar1, a mariner-like transposable element isolated from the costal crab Pachygrapsus marmoratus

• Auteur / Autrice : Laurence Delaurière
• Direction : Benoît Chénais, Nathalie Casse
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biophysiologie des organismes et des populations
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Le Mans

Mots clés

Mots clés contrôlés

Transposons

Mots clés libres

Pacmmar

Mariner

Pachygrapsus marmoratus

Résumé

Les éléments transposables mariner sont des séquences d’ADN mobiles, qui ont la capacité de changer de position dans le génome. Leur structure est simple : ils contiennent deux séquences répétées et inversées (ITR) encadrant un cadre de lecture ouvert codant la transposase, protéine capable à elle seule de catalyser toutes les étapes de la transposition. Celle-ci s’effectue en trois grandes étapes : (1) la fixation spécifique de la transposase sur les ITRs ; (2) le clivage de l’élément ; (3) sa réinsertion dans un site cible. Au cours du temps, la plupart des éléments ont perdu leur capacité de déplacement suite à l’apparition de mutations au niveau du gène de la transposase. A ce jour, seuls quelques éléments actifs ont été identifiés. Les travaux présentés dans cette thèse portent sur l’étude fonctionnelle d’un élément mariner isolé chez le crabe Pachygrapsus marmoratus. Deux copies de cet élément ont été isolées. Chacune d’elles code une transposase appelée respectivement PacTase1 et PacTase2. L’objectif de ces travaux a été de déterminer si ces deux éléments, dont les séquences sont naturellement présentes dans le génome de P. Marmoratus, sont actifs ou non. L’analyse in-silico des deux transposases a permis d’identifier les différentes caractéristiques des éléments mariner actifs. L’analyse de leur activité, réalisée in vitro et in vivo en cellules humaine HeLa et en cellules de poisson zèbre Pac2, a permis de mettre en évidence une activité partielle des transposases. Celles-ci se fixent spécifiquement aux ITRs et ont une activité de coupure de l’ADN qui semble cependant non spécifique. Ces résultats nous laissent penser que la séquence des transposases possède des mutations par rapport à la séquence de la transposase active, ou que l’activité de transposition nécessite la présence de facteurs hôtes qui ne sont pas présents dans les deux types cellulaires étudiés.

Mariner transposable elements are mobile DNA sequences which are able to move in genomes. Their structure is simple: they contain two inverted terminal repeats (ITR) on each ends of an open reading frame encoding a transposase. Transposition involves three major steps: (1) specific binding of the transposase to ITRs ; (2) cleavage of the element (3) reinsertion into a target site. Most elements lost their ability to move because of mutations in the transposase gene over times. So far, only a few elements were identified to be active. This work focused on the study of the functionality of a mariner element isolated from the crab Pachygrapsus marmoratus. Two copies of this element were isolated which encodes transposase named PacTase1 and PacTase2 respectively. The aim of this work was to determine whether these elements whose sequences are naturally present in the genome of P. Marmoratus, are active or not. In-silico analyses show that the two identified transposases display the characteristics of active mariner elements. In vitro and in vivo analyses of their activity, conducted in human HeLa cells and zebrafish Pac2 cells reveal a partial transposition activity. They bind specifically to ITRs and cut DNA. However, cleavage seems to be non specific. These results suggest that the sequence of transposases present mutations compared to the sequence of the active transposase, or that the transposition activity requires the presence of host factors that are not present in these two cell types.