Caractérisation de la diversité des sites de fixation des protéines du groupe Polycomb chez la Drosophile

TL;DR: Mon travail a donc consiste a definir ces differentes classes et a les caracteriser pour en deduire des roles specifiques a l’echelle genomique, mais egalement par les FT qui les recrutent and enfin par the maniere dont les complexes PcG sont recrutes (PRC2 recrute PRC1 ou le contraire).

Abstract: Les proteines du groupe Polycomb (PcG) ont initialement ete identifiees chez la drosophile comme represseurs transcriptionnels des genes homeotiques. Aujourd’hui, nous savons que ces proteines jouent un role bien plus large puisqu’elles regulent des genes dont les produits sont impliques dans de nombreux processus biologiques (regulation des genes HOX, maintien de la plasticite des cellules souches, la differenciation cellulaire, l’inactivation du chromosome X, la regulation des genes soumis a empreintes). Leur deregulation est source de nombreux cancers chez l’homme. Hautement conservees, elles forment deux principaux complexes : PRC 1 et 2 (Polycomb repressive complex 1 and 2), dont l’activite est respectivement refletee par la mono-ubiquitinylation de la lysine 118 l’histone H2A (H2AK118Ub) et la tri-methylation de la lysine 27 de l’histone H3 (H3K27me3). Chez la Drosophile, les sites de fixation de ces complexes sont appeles PRE (Polycomb Responsive Elements) ou ils sont recrutes via des facteurs de transcription (FT).La complexite du recrutement des complexes du PcG, chez la Drosophile comme chez les mammiferes, est visible a differents niveaux : au niveau de la sequence meme de leurs sites de fixations, au niveau des facteurs de transcription qui les recrutent, au niveau de l’interface entre les deux complexes PRC1 et PRC2 et enfin au niveau global, part le presence de ces complexes au niveau de sites transcriptionnellement actifs. L’ensemble de ces resultats demontre clairement la nature heterogene des PRE. Ces derniers different non seulement par leur sequence, mais egalement par les FT qui les recrutent et enfin par la maniere dont les complexes PcG sont recrutes (PRC2 recrute PRC1 ou le contraire). Mon projet de these s’est donc dessine autour d’une hypothese : il existe differentes classes de PRE chez la Drosophile. Mon travail a donc consiste a definir ces differentes classes et a les caracteriser pour en deduire des roles specifiques a l’echelle genomique. En effet, l’implication des complexes du PcG dans l’apparition de cancer chez l’Homme requiere que l’on comprenne comment ces proteines sont recrutees a la chromatine.Mes travaux de these ont permis d’identifier six classes differentes de sites de fixation aux proteines du PcG. Nous avons retrouve une classe correspondant aux sites de fixations canoniques fixes par les proteines du PcG et presents au sein de larges domaines repressifs marques par H3K27me3. Une seconde classe correspond a des elements de regulation marques par un etat de pause transcriptionnelle. De facon surprenante, nous avons demontre qu’une grande partie des sites de fixation des complexes du PcG etait localisee au niveau de regions transcriptionnellement actives. Ces classes de PRE different en particulier en elements genomiques qui les composent. Deux classes correspondent a des enhancers developpementaux. Une classe correspond a des promoteurs actifs pouvant reguler des genes de menage. Enfin, une derniere classe correspond a des bordures de TAD. Les sites actifs et reprimes fixes par le PcG fixent egalement des combinaisons differentes de FT. Des analyses in vivo associees a un transcriptome realise a partir de cellules mutantes pour une proteine du PcG revelent que les complexes du PcG jouent egalement un role de represseur transcriptionnel au niveau des sites actifs. L’ensemble de ces resultats suggere une heterogeneite inattendue des sites de fixation des complexes du PcG et permettra de mieux comprendre les caracteristiques liees a ces proteines dont la deregulation mene a l’apparition de cancers chez l’Homme marques par leur agressivite.