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Immarigeon, Clément. Role of mediator complex subunits in transcriptional regulation by GATA and FOG transcription factors during Drosophila development

Immarigeon, Clément (2014). Role of mediator complex subunits in transcriptional regulation by GATA and FOG transcription factors during Drosophila development.

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Résumé en francais

Un enjeu majeur en Biologie est de comprendre comment les milliers de gènes composant le génome sont contrôlés afin d'être exprimés dans les bonnes cellules au bon moment. Cette régulation a lieu en grande partie à l'étape de pré-initiation de la transcription. Ce processus résulte de l'action concertée de nombreuses protéines, dont le complexe Médiateur (MED, ~30 sous-unités protéiques ou SU, >1,5MDa) qui joue un rôle conservé dans la régulation de la transcription des gènes par l'ARN Polymérase II (PolII), de la levure à l'Homme. Ce complexe se lie simultanément à la PolII et aux facteurs de transcription spécifiques (FT). Les FT reconnaissent et se fixent à des séquences régulatrices d'ADN, et dirigent l'expression de leurs gènes-cibles au cours du développement. Le complexe MED, ubiquitaire dans les cellules eucaryotes, semble intégrer le " code des FT " spécifique à chaque cellule, et réguler en conséquence le recrutement et l'activité de la PolII au promoteur des gènes-cibles des FT. La drosophile est un organisme modèle fournissant des outils génétiques puissants pour répondre à des questions biologiques importantes in vivo, notamment concernant la transcription génique. Une famille de FT, les GATA, est impliquée dans des processus développementaux similaires chez les mammifères et la mouche. Ils activent et répriment la transcription, selon le gène considéré et la présence de certains cofacteurs comme les protéines FOG. Le travail présenté ici vise à comprendre comment les FT GATA utilisent le MED pour réguler la transcription de leurs gènes cibles, positivement et négativement. Au cours de ce travail, nous avons généré les premières lignées mutantes pour le gène Med1, et entrepris la caractérisation des fonctions de la SU Med1, connue pour être un cofacteur des FT GATA chez les vertébrés. Nous avons montré que certaines SU MED (dont Med1, 12, 13, 15 et 19) sont impliquées dans des processus dépendant des GATA, tels que l'hématopoïèse, la morphogénèse du notum et la formation des soies mécanosensorielles dorso-centrales. Les deux derniers dépendent du FT GATA Pannier (Pnr) qui, seul, active la transcription des gènes pro-neuraux ac-sc, ou la réprime en présence de son partenaire FOG U-shaped (Ush). Des analyses clonales in vivo ont révélé que Med1, Med15 et Med19, ainsi que Med12 et Med13 appartenant au module détachable CDK8, sont critiques pour l'activation d'ac-sc de façon cellulaire-autonome, suggérant un lien fonctionnel avec Pnr. De manière intéressante, CycC et Cdk8 du module CDK8 ne sont pas requises pour l'activation d'ac-sc, mais sont requises pour sa répression dans les cellules voisines, soulignant la diversité d'action des SU MED in vivo. Med19 interagit physiquement avec Pnr, et pourrait donc être le point d'ancrage par lequel Pnr recrute le MED pour activer la transcription. De plus, le facteur FOG Ush inhibe l'interaction Med19-Pnr en formant un hétérodimère Pnr-Ush. La compétition pour se fixer à Pnr entre Med19 (co-activateur) et Ush (co-répresseur) pourrait expliquer les actions antagonistes de Pnr sur ses gènes-cibles. Med19 est également requise pour la transactivation par un autre GATA : Serpent (Srp, cf. Gobert et al. 2010). Nous montrons ici que Med19 interagit également avec Srp, suggérant que Med19 pourrait être un cofacteur général des GATA, alors que Med1 ne semble pas avoir d'affinité pour les GATA chez la drosophile (contrairement à la SU Med1 chez les mammifères). Cela soulève des questions quant à la manière par laquelle les interactions entre FT et SU MED apparaissent, puis sont conservées, ou non, au cours l'évolution. Ces résultats mettent en lumière des interactions croisées entre Med19, GATA-Pnr et FOG-Ush qui permettent de comprendre mécanistiquement comment Pnr active et réprime la transcription. Ce travail représente une étape importante pour la compréhension de la façon dont les combinatoires de FT sont intégrées par le MED pour aboutir à une régulation fine de la transcription.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Bourbon, Henri-Marc
Boube, Muriel
Ecole doctorale:Biologie, santé, biotechnologies (BSB)
laboratoire/Unité de recherche :Centre de Biologie du Développement (CBD), UMR 5547
Mots-clés libres :Mediator complex - Transcription - Transcription factors - GATA - FOG - Drosophila - Development - Genetics
Sujets :Sciences du vivant
Déposé le :15 Jul 2015 10:55