Identification et caractérisation des partenaires protéiques de DSP1 chez Drosophila melanogaster, Identification and characterization of DSP1 protein partners in drosophila embryo

Olivier Lamiable

Description

Sous la direction de Daniel Locker, Martine Decoville
Thèse soutenue le 03 mars 2010: Orléans
Chez les eucaryotes pluricellulaires, la différenciation des cellules repose en partie sur l’activation oula répression des gènes. Les profils d’expression génique mis en place vont perdurer d’une générationcellulaire à l’autre. Ce phénomène met en jeu des mécanismes épigénétiques qui remodèlentlocalement la structure de la chromatine. Chez Drosophila melanogaster, les protéines des groupesPolycomb (PcG) et Trithorax (TrxG) participent au maintien du profil d’expression des gènes au coursdu développement. Les protéines PcG maintiennent les gènes réprimés tandis que les protéines TrxGmaintiennent les gènes activés. Une troisième classe de protéines nommée Enhancers of Trithoraxand Polycomb (ETP) module l’activité des PcG et TrxG. Dorsal Switch Protein 1 (DSP1) est uneprotéine HMGB (High Mobility Group B) classée comme une ETP. Par tamisage moléculaire, nousavions montré que la protéine DSP1 était présente au sein de complexes de poids moléculaire de 100kDa à 1 MDa. Le travail de thèse présenté ici a pour but d’identifier les partenaires de la protéineDSP1 dans l’embryon et de mieux connaître les propriétés biochimiques de DSP1. Premièrement, j’aimis en place puis effectué l’immunopurification des complexes contenant DSP1 dans des extraitsprotéiques embryonnaires. Cette approche nous a permis d’identifier 23 partenaires putatifs de laprotéine DSP1. Parmi ces protéines, nous avons identifié la protéine Rm62 qui est une ARN hélicaseà boîte DEAD. Les relations biologiques entre DSP1 et Rm62 ont été précisées. Deuxièmement, j’aidéterminé, par une approche biochimique, de nouvelles caractéristiques physico-chimiques de laprotéine DSP1.
-High Mobility Group
-Dorsal Switch Protein 1 (DSP1)
-Enhancers of Trithorax and Polycomb
-Complexe multiprotéique
In multicellular organism, the identity of cell is determined by several factors playing on genesexpression. Once established, the gene expression pattern is transmitted to daughter cells through aprocess involving epigenetic mechanisms that locally reshape the structure of chromatin. In Drosophilamelanogaster, the Polycomb (PcG) and trithorax (trxG) group genes are involved in the maintenanceof gene expression profile during development. Inside multimeric complexes, PcG proteins maintaingenes in repressed state whereas TrxG maintain genes active. A third class of proteins, calledEnhancers of Trithorax and Polycomb, regulate PcG and TrxG activities. Dorsal Switch Protein 1(DSP1) is a High Mobility Group B protein acting as an ETP. But DSP1 has not yet been identified inPcG or TrxG complexes. On the basis of gel filtration analysis of protein complexes in embryo nuclearextracts, it appears that the majority of DSP1 is present in complex(es) from 100 kDa to 1MDa. Aimsof present work are the identification of DSP1 protein partners in drosophila embryo and thecharacterization of biochemical properties of DSP1. Firstly, I used immunopurification from drosophilaembryonic nuclear extracts. The proteins purified with DSP1 were characterized through sequencingof peptides from individual protein bands by mass spectrometry. Among identified proteins, wefocused on the DEAD Box RNA helicase, Rm62. The role of interaction between DSP1 and Rm62 hasbeen characterized. Secondly, I have identified a new physicochemical aspect of DSP1 protein.
-High Mobility Group
-Dorsal Switch Protein 1 (DSP1)
-Enhancers of Trithorax and Polycomb
-Protein complex
Source: http://www.theses.fr/2010ORLE2005/document

Informations

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Extrait

UNIVERSITÉ D’ORLÉANS



ÉCOLE DOCTORALE SCIENCES ET TECHNOLOGIES

Centre de Biophysique Moléculaire

THÈSE présentée par :
Olivier LAMIABLE


soutenue le : 3 Mars 2010

pour obtenir le grade de : Docteur de l’Université d’Orléans
Discipline : Biologie Cellulaire et moléculaire

Identification et caractérisation des
partenaires protéiques de DSP1 chez
Drosophila melanogaster.


THÈSE dirigée par :
Martine DECOVILLE Dr, Université d’Orléans
Daniel LOCKER Pr, Université d’Orléans

RAPPORTEURS :
Bernard MALFOY Dr, Institut Curie
Laurent THEODORE Pr, Université Versailles Saint Quentin en Yvelines
___________________________________________________________________

JURY :

Franck BRIGNOLAS Professeur, Université d’Orléans, Président de jury
Véronique BLANQUET Professeur, Université de Limoges
Martine DECOVILLE Maître de conférences, Université d’Orléans
Daniel LOCKER Professeur, Université d’Orléans
Bernard MALFOY Directeur de recherche, Institut Curie
Laurent THEODORE Professeur, Université de Versailles
tel-00558801, version 1 - 24 Jan 2011
Ce travail de thèse a été réalisé au Centre de Biophysique Moléculaire (CNRS-Orléans) dirigé
par Jean-Claude Beloeil.
Je tiens à remercier chaleuresement Daniel Locker et Martine Decoville de m’avoir accueilli
dans leur équipe et encadré tout au long de ce travail ainsi que de m’avoir prodigué leurs
nombreux conseils et critiques.
Je voudrais exprimer ma reconnaissance à Monsieur Bernard Malfoy, Directeur de recherche
à l’Institut Curie, et à Monsieur Laurent Théodore, Professeur à l’Université de Versailles
Saint-Quentin-en-Yvelines, d’avoir accepté d’examiner et de juger ce travail.
Je tiens également à adresser mes remerciements à Madame Véronique Blanquet, Professeur
à l’Université de Limoges, et à Monsieur Franck Brignolas, Professeur à l’Université
d’Orléans pour avoir accepté d’être membres du jury.
Je remercie toutes les personnes de l’équipe « Epigénétique et neurotoxiques chez les
insectes » : Andrée Soulas pour sa précieuse aide, Makhlouf Rabhi pour sa participation aux
travaux sur DSP1 lors de son stage de master 2, Patrice Robert pour son aide technique.
Un grand merci à tous les membres du Centre de Biophysique Moléculaire particulièrement
les « vieux sages » Yann Bilbille, Yann-Vai Le Bihan, François Orange et Chrystelle Derache
pour les nombreux conseils, les camarades doctorants Ibai Valverde, Romy Honorine et Lucie
Jaquillard pour leur bonne humeur et leur soutien tout au long de cette thèse.
Un grand merci aux doctorants moniteurs avec qui j’ai partagé de nombreuses heures de
travail et de camaraderie : Mélanie Cavalheiro, Rémy Mevel, Guillaume Voisin et Bruno
Lopez.
Je suis très heureux de remercier toutes les personnes qui me sont chères et qui m’ont soutenu
au cours de ces quatre ans de thèse contribuant à la réalisation de ce travail dans les meilleures
conditions. Je remercie plus particulièremement ma mère, Josianne Lamiable, pour son
soutien moral et matériel et ses nombreuses heures passées à la relecture du manuscrit.
Je dédie cette thèse à tous ceux qui m’ont soutenu et qui m’ont permis de continuer après la
disparition de mon père survenue lors de cette thèse.
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tel-00558801, version 1 - 24 Jan 2011





















Sommaire


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ABREVIATIONS ................................................................................................ 6
AVANT PROPOS................................................................................................ 7
INTRODUCTION .......................................................................................... 9
I. MAINTIEN DE L’EXPRESSION DES GENES PAR LES PROTEINES
DES GROUPES POLYCOMB ET TRITHORAX........................................10
A. LES GENES HOMEOTIQUES CONTROLENT L’IDENTITE DES SEGMENTS.................................... 10
B. MISE EN PLACE DU PROFIL D’EXPRESSION DES GENES HOMEOTIQUES.................................... 14
C. LES GENES PCG ET TRXG MAINTIENNENT L’EXPRESSION DES GENES HOX............................ 16
1. LES GENES DU GROUPE POLYCOMB. .............................................................................................. 16
2. LES GENES TRXG. ........................................................................................................................... 19
D. CARACTERISATION DES PROTEINES PCG ET TRXG.................................................................. 21
1. LA CHROMATINE ............................................................................................................................ 21
a) Le nucléosome ............................................................................................................................... 21
b) Euchromatine et hétérochromatine ................................................................................................ 22
c) La variégation par effet de position ............................................................................................... 23
d) Les modificateurs de PEV. ............................................................................................................ 24
e) La régulation de la structure de la chromatine............................................................................... 25
2. LES PROTEINES PCG ET TRXG REMODELENT LA CHROMATINE..................................................... 26
E. LES COMPLEXES PCG ET TRXG.................................................................................................. 29
1. LES COMPLEXES PCG..................................................................................................................... 29
a) Le complexe PRC1 ........................................................................................................................ 29
b) Le complexe dRAF........................................................................................................................ 30
c) Le complexe PRC2 ........................................................................................................................ 31
d) Le complexe PHORC. ................................................................................................................... 31
2. LES COMPLEXES TRXG .................................................................................................................. 31
a) Le complexe BRM......................................................................................................................... 31
b) Le complexe TAC1........................................................................................................................ 32
c) Le complexe GAF-FACT .............................................................................................................. 32
d) Autres complexes TrxG................................................................................................................. 33
3. AUTRES COMPLEXES AIDANT LES PCG ET TRXG........................................................................... 33
F. LES ACTIVATEURS DES POLYCOMB ET TRITHORAX. ................................................................. 34
1. LE RECRUTEMENT DES PROTEINES PCG ET TRXG PAR LES ETP.................................................... 35
a) Les PRE/TRE................................................................................................................................. 36
b) Le comité de recrutement des complexes PcG et TrxG................................................................. 38
c) Fixation des protéines PcG et TrxG sur le génome........................................................................ 41
2. CHOIX ENTRE LA REPRESSION ET L’ACTIVATION........................................................................... 43
a) Marque épigénétique et recrutement des PcG et TrxG. ................................................................. 43
b) Le recrutement des PcG et des TrxG dépend de l’activité transcriptionnelle................................ 44
G. LES PROTEINES PCG/TRXG ET LES ARNS NON CODANTS ....................................................... 47
1. LES PROTEINES PCG ET TRXG SONT CAPABLES DE SE LIER A L’ARN........................................... 49
2. ARNNC DANS LE RECRUTEMENT DES PCG ET TRXG..................................................................... 50
3. RNAI ET COMPARTIMENTATION NUCLEAIRE DES PCG.................................................................. 51
H. GLYCOSYLATION DES PCG ET TRXG......................................................................................... 52