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Moussalem, Douaa. Functional characterization of alternative splice variants of the Drosophila GATA transcription factor serpent containing either one or two zinc finger domains

Moussalem, Douaa (2020). Functional characterization of alternative splice variants of the Drosophila GATA transcription factor serpent containing either one or two zinc finger domains.

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Résumé en francais

Les facteurs de transcription GATA jouent un rôle crucial dans divers processus de développement chez les animaux bilatéraux. Chez les mammifères, six facteurs GATA sont présents et ils jouent des rôles essentiels dans différents tissus tels que le sang, l'intestin, le foie et les gonades. Les protéines GATA possèdent deux domaines hautement conservés, les doigts de zinc N-terminal et C-terminal. Le doigt C-terminal reconnaît le motif consensus de liaison à l'ADN GATA, tandis que le doigt N-terminal stabilise la fixation aux séquences palindromiques d'ADN et permet leur interaction avec les cofacteurs de la famille Friend Of GATA (FOG). Les mutations des doigts de zinc GATA sont associées à un vaste éventail de maladies humaines dont la gravité dépend du gène GATA affecté et de la position de la mutation dans les doigts de zinc. De nombreuses études ont démontré le haut niveau de similarités moléculaires et fonctionnelles existant entre les mouches et les humains. La drosophile possède cinq facteurs GATA contenant un ou deux doigts de zinc, dont les séquences sont presque identiques à celles des doigts de zinc canoniques des vertébrés. Parmi eux, le facteur GATA de la drosophile Serpent (Srp) est requis pour la formation des cellules sanguines, de l'intestin et du corps gras ainsi que pendant l'ovogenèse. Dans tous ces tissus, deux isoformes de Srp sont générées par un événement d'épissage alternatif donnant naissance à des protéines contenant soit les deux doigts de zinc (N- et C-terminal, d'où le nom de cette isoforme : SrpNC) ou uniquement le doigt de zinc C-terminal (SrpC). Dans un travail précédent, notre équipe a montré que SrpC et SrpNC activent certains gènes cibles de manière similaire mais aussi elles en régulent d'autres différemment. En plus, l'interaction entre SrpNC et son cofacteur FOG, U-shaped, est responsable de certaines mais pas de toutes les activités distinctes de SrpC et SrpNC. Le but de cette étude est de fournir une investigation génétique approfondie des rôles fonctionnels différentiels possibles des isoformes Srp au cours du développement de la drosophile. En utilisant la technologie CRISPR/Cas9, nous avons généré deux lignées de mouches mutantes invalidées soit pour SrpC ou pour SrpNC. En outre, nous avons produit une troisième lignée de mouche mutante dans laquelle nous avons spécifiquement introduit dans le doigt de zinc N-terminal de Srp une mutation ponctuelle qui modifie son interaction avec U-shaped. L'analyse de ces mutants a révélé que les deux isoformes régulent d'une manière redondante la transcription d'un ensemble commun de gènes au cours du développement intestinal ainsi que de quelques gènes impliqués dans l'hématopoïèse précoce. Étonnamment, les mouches dépourvues de SrpNC (isoforme contenant deux doigts de zinc comme les facteurs GATA des mammifères) sont viables, montrant que cette isoforme est dispensable pour la plupart des processus de développement contrôlés par Srp. Néanmoins, SrpNC semble être spécifiquement nécessaire pour le maintien de l'homéostasie des cellules sanguines et pour la fertilité des mouches. En outre, la perturbation de l'interaction de Srp et de son cofacteur FOG U-shaped équivaut à la perte complète de l'isoforme SrpNC, montrant que SrpNC forme un complexe avec U-shaped pour assurer ses fonctions. En revanche, notre approche génétique a révélé que l'isoforme SrpC est essentielle pour la viabilité et le développement du corps gras, suggérant que cette isoforme régule différents programmes développementaux par rapport à SrpNC. Dans l'ensemble, nos résultats révèlent une plus grande flexibilité fonctionnelle jouée par les doigts de zinc GATA pour remplir leurs nombreux rôles tout au long du développement. En outre, ce travail illustre que, comme la duplication du génome chez les vertébrés, l'épissage alternatif fournit une stratégie efficace pour promouvoir la sous-fonctionnalisation et générer la diversité fonctionnelle des facteurs GATA chez les invertébrés.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Haenlin, Marc
Osman , Dani
Ecole doctorale:Biologie, santé, biotechnologies (BSB)
laboratoire/Unité de recherche :Centre de Biologie du Développement (CBD), UMR 5547
Mots-clés libres :GATA - Friend of GATA - Drosophile - Doigt de zinc - Développement - Hématopoïèse
Sujets :Sciences du vivant
Déposé le :25 Feb 2021 14:14