Mode of action of homeoproteins : insights from conserved homeodomain c-terminal extensions and control of transcription progression

Mode d’action des homéoprotéines : contrôle de la progression transcriptionnelle et rôle de la coopérativité intra-moléculaire

• Auteur / Autrice : Ankush Auradkar
• Direction : Yacine Graba, Andrew Saurin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie du developpement
• Date : Soutenance le 03/03/2017
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole Doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Biologie du Développement de Marseille (IBDM)
• Jury : Président / Présidente : David Cribbs
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Estelle Duprez, Jean-Christophe Andrau
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Ernesto Sánchez-Herrero

Mots clés

Mots clés contrôlés

Interactions ADN-protéine

Gènes

Protéines végétales

Mots clés libres

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Résumé

Le présent travail de doctorat vise deux approches distinctes formant deux parties distinctes de la thèse.La première approche visait à étudier la mode d'action des protéines Hox d'une manière indépendante du PBC / Exd. Pour élucider les mécanismes indépendants Exd de contrôle transcriptionnel par Hox, des cellules S2 stables dépourvues d'Exd nucléaire et exprimant conditionnellement Abd-A ont été générées et utilisées pour le profilage de ChiP-Seq et ARN-Seq. Les analyses ont montré que Abd-A est principalement associé à des promoteurs de gènes, proches du site de départ de la transcription. Le but de cette section de la thèse était d'étudier les mécanismes moléculaires sous-jacents au rôle de promoteur associé Abd-A. Les résultats indiquent que le ciblage proximal du promoteur par Abd-A est important pour la libération de Pol II bloqué à des gènes qui sont précédemment ciblés par le facteur de pause M1BP. Cette libération de Pol II est concomitante avec une transcription génique accrue ainsi que la perte des protéines du promoteur proximal Polycomb Group (PcG).La deuxième approche consistait à déterminer si les séquences C-terminales à l'homéodomaine (HD) sont généralement importantes pour l'activité et la fonction des protéines non Hox HD. Pour répondre à cette possibilité, nous nous sommes concentrés sur la protéine Paired (Prd) HD. Les résultats suggèrent que les séquences C-terminales à la HD sont nécessaires pour la liaison de l'ADN coopératif de la protéine appariée et l'observation préliminaire in vivo suggèrent que les séquences C-terminales à la Paired HD sont essentiels pour le réglage fin de l'expression wingless et engrailed.

The present PhD work aims two distinct approaches forming two separate parts of the thesis.The first approach aimed at studying basic feature underlying the mode of action of Hox proteins in a PBC/Exd-independent manner. To elucidate Exd independent mechanisms of transcriptional control by Hox, stable S2 cell lacking nuclear Exd and conditionally expressing Abd-A were generated and used for ChiP-Seq and RNA-Seq profiling. The analyses illustrated that Abd-A is predominantly associated with gene promoters, proximal to transcriptional start site. The aim of this section of the thesis was to investigate the molecular mechanisms underlying the role of promoter-associated Abd-A. Results indicate that promoter-proximal targeting by Abd-A is important for the release of poised Pol II at genes that are previously targeted by the pausing factor, M1BP. This release of poised Pol II is concomitant with increased gene transcription as well as loss of promoter proximal Polycomb Group (PcG) proteins. Evidence suggest that the functional cooperation between Abd-A and M1BP as well as between M1BP and PcG proteins are biologically relevant in the developing animal. The second approach consisted in addressing if sequences C-terminal to the homeodomain (HD) are generally important for the activity and function of non-Hox HD-containing proteins. To address this possibility, we focused on the Paired (Prd) HD protein. Results suggest that sequences C-terminal to the HD are required for cooperative DNA binding of the Paired protein and preliminary in vivo observation suggest that sequences C-terminal to the Paired HD are essential for fine-tuning wingless and engrailed expression.