Rôle de l'ETP Corto et de la protéine ribosomique RPL12 dans la régulation transcriptionnelle chez Drosophila melanogaster - Contrôle épigénétique de l'homéostasie et de la plasticité du développement Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2012

Transcriptionnal regulation by the ETP Corto and the ribosomal protein RpL12 in Drosophila melanogaster

Rôle de l'ETP Corto et de la protéine ribosomique RPL12 dans la régulation transcriptionnelle chez Drosophila melanogaster

Résumé

Chromodomains are conserved domains found in many regulators of chromatin structure. Most of them recognize methylated lysine on histone tails. The Drosophila melanogaster Enhancer o f Polycomb and Trithorax Corto that is involved in both silencing and activation of gene expression bears a chromodomain (CortoCD). Overexpression of CortoCD in transgenic flies shows that it behaves as a chromatin-targeting module. Mass spectrometry analysis of peptides pulled-down by CortoCD from nuclear extracts reveals that they correspond to nuclear ribosomal proteins (RPs). Among them, I focused on RPL12 since homologues of this RP have been shown to be methylated in several species. CortoCD binds with high affinity RPL12 trimethylated on lysine 3 (RPL12K3me3) as demonstrated by real-time interaction analyses. Co-localization of Corto and RPL12 with active epigenetic marks on polytene chromosomes suggests that they are involved in finetuning transcription of genes located in open chromatin. Analysis of two Corto and RPL12 transcriptional targets by ChIP (Chromatin Immuno Precipitation) shows that both proteins are not enriched at promoters but rather located in the core region of these genes. Altogether, our results suggest a role for Corto and RPL12 in transcriptional elongation. RNAseq analyses of wing imaginal discs overexpressing either Corto or RPL12 show that most deregulated genes are shared by both factors. Interestingly, RP genes are among these common targets suggesting that Corto and RPL12 are involved in dynamic coordination of ribosome biogenesis. Our results show for the first time that an RP and a chromatin regulator can cooperate in the control of gene expression.
Les chromodomaines sont présents dans de nombreux régulateurs de la structure chromatinienne. Ils sont très conservés et reconnaissent spécifiquement certaines lysines méthylées sur les histones. Chez la drosophile, l'Enhancer de Trithorax et Polycomb Corto, impliqué dans la répression et dans l'activation transcriptionnelle de nombreux gènes, contient un chromodomaine (CortoCD). La surexpression de CortoCD dans des drosophiles transgéniques montre que c'est un module d'adressage à la chromatine. L'identification par spectrométrie de masse des polypeptides retenus par CortoCD in vitro révèle qu'ils correspondent à des protéines ribosomiques nucléaires (RPs). Je me suis concentrée sur l'une d'entre elle, RPL12, car les homologues de cette dernière dans d'autres espèces possèdent de nombreux résidus lysines méthylés. J'ai montré que CortoCD reconnaît spécifiquement la lysine 3 de RPL12 triméthylée (RPL12K3me3). De plus, Corto et RPL12 co-localisent avec des marques épigénétiques activatrices sur les chromosomes polytènes. L'analyse par ChIP (immunoprécipitation de la chromatine), de deux cibles transcriptionnelles de Corto et RPL12, révèle que ces deux protéines sont localisées dans le corps des gènes et ne sont pas enrichies sur les promoteurs, suggèrant un rôle dans l'élongation de la transcription. Des analyses transcriptomiques (RNAseq) montrent que Corto et RPL12 régulent majoritairement des gènes impliqués dans la biogenèse des ribosomes. Nos résultats mettent en évidence pour la première fois une coopération entre une protéine ribosomique et un facteur de maintien de la mémoire épigénétique dans la régulation transcriptionnelle. Les chromodomaines sont présents dans de nombreux régulateurs de la structure chromatinienne. Ils sont très conservés et reconnaissent spécifiquement certaines lysines méthylées sur les histones. Chez la drosophile, l'Enhancer de Trithorax et Polycomb Corto, impliqué dans la répression et dans l'activation transcriptionnelle de nombreux gènes, contient un chromodomaine (CortoCD). La surexpression de CortoCD dans des drosophiles transgéniques montre que c'est un module d'adressage à la chromatine. L'identification par spectrométrie de masse des polypeptides retenus par CortoCD in vitro révèle qu'ils correspondent à des protéines ribosomiques nucléaires (RPs). Je me suis concentrée sur l'une d'entre elle, RPL12, car les homologues de cette dernière dans d'autres espèces possèdent de nombreux résidus lysines méthylés. J'ai montré que CortoCD reconnaît spécifiquement la lysine 3 de RPL12 triméthylée (RPL12K3me3). De plus, Corto et RPL12 co-localisent avec des marques épigénétiques activatrices sur les chromosomes polytènes. L'analyse par ChIP (immunoprécipitation de la chromatine), de deux cibles transcriptionnelles de Corto et RPL12, révèle que ces deux protéines sont localisées dans le corps des gènes et ne sont pas enrichies sur les promoteurs, suggèrant un rôle dans l'élongation de la transcription. Des analyses transcriptomiques (RNAseq) montrent que Corto et RPL12 régulent majoritairement des gènes impliqués dans la biogenèse des ribosomes. Nos résultats mettent en évidence pour la première fois une coopération entre une protéine ribosomique et un facteur de maintien de la mémoire épigénétique dans la régulation transcriptionnelle.
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Citer

Anne Coleno-Costes. Rôle de l'ETP Corto et de la protéine ribosomique RPL12 dans la régulation transcriptionnelle chez Drosophila melanogaster. Biologie du développement. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2012. Français. ⟨NNT : 2012PAO66170⟩. ⟨tel-00828236⟩
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