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Verrier, Laure. Rôle de l'histone déméthylase JMJD2A dans la régulation transcriptionnelle au cours de la différentiation musculaire

Verrier, Laure (2011) Rôle de l'histone déméthylase JMJD2A dans la régulation transcriptionnelle au cours de la différentiation musculaire.

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Résumé en francais

La chromatine est une structure dynamique, qui peut être modulée par divers mécanismes, dont la méthylation des histones. L'état plus ou moins compacté de la chromatine est une composante importante de la régulation de la transcription des gènes. L'objectif de ma thèse a été de déterminer le rôle de l'histone déméthylase JMJD2A dans le contrôle de l'expression des gènes dont l'activation est associée à une déméthylation de la lysine 9 de l'histone H3 (H3K9). La différenciation musculaire est caractérisée par une sortie du cycle cellulaire (associée à la répression des gènes cibles de E2F) suivie de l'induction de gènes spécifiques du muscle. Dans ce cadre, j'ai mis en évidence l'existence d'une nouvelle isoforme de JMJD2A induite lors de la différenciation musculaire et essentielle à ce processus. Ce nouveau variant, appelé DN-JMJD2A, est une forme tronquée en N-terminal de la protéine pleine taille produite à partir d'un ARNm interne au gène JMJD2A. Une approche par perte de fonction (siRNA) et puces d'expression a montré que cette petite isoforme est nécessaire à l'expression des gènes musculaires ainsi qu'au bon déroulement du processus global de différenciation musculaire, alors que la forme pleine taille n'est pas requise. DN-JMJD2A est recrutée sur le promoteur de la myogénine (facteur de transcription essentiel à la différenciation) et participe à la déméthylation locale de H3K9 lors de l'induction transcriptionnelle de ce gène. Des analyses à grande échelle (ChIP on chips) menées dans des cellules prolifératives ou différenciées ont également permis d'identifier les gènes cibles de JMJD2A dans ce modèle. D'autre part, DN-JMJD2A est aussi impliquée dans le contrôle du cycle cellulaire. En effet, la déplétion des deux isoformes de JMJD2A (par siRNA) induit une inhibition de la prolifération caractérisée par un arrêt à la transition G1/S, tandis que la déplétion de la protéine pleine taille seule n'a pas d'effet. De plus, seule la surexpression de DN-JMJD2A (et pas de la forme pleine taille) confère aux cellules un avantage prolifératif. Des expériences d'immunoprécipitation de chromatine (ChIP) montrent que JMJD2A est recrutée au niveau des promoteurs des gènes cibles de E2F en corrélation l'induction de leur expression, suggérant que le rôle de DN-JMJD2A dans le contrôle du cycle cellulaire passe par la régulation des gènes cibles de E2F, impliqué dans l'entrée et l'avancée des cellules en phase S. Dans leur ensemble, les résultats obtenus au cours de ma thèse mettent en évidence le rôle crucial de DN-JMJD2A à la fois dans le contrôle de la différenciation musculaire et de la prolifération cellulaire, soulignant l'importance des variants d'enzymes de modification sans activité catalytique dans la régulation de l'expression des gènes.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Vandromme, Marie
Ecole doctorale:Biologie, santé, biotechnologies (BSB)
laboratoire/Unité de recherche :Laboratoire de Biologie Cellulaire et Moléculaire du Contrôle de la Prolifération (LBCMCP), UMR 5088
Mots-clés libres :Chromatine - Transcription - Différenciation musculaire - Histone déméthylases - Méthylation des histones
Sujets :Sciences du vivant
Déposé le :14 May 2012 15:10