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Le rôle des méthyltransférases de l'ADN dans la régulation transcriptionnelle

by Brenner Carmen, Carmen

Abstract (Summary)
La méthylation de l’ADN est un phénomène épigénétique qui joue un rôle important dans le développement des mammifères et qui est associé à une répression transcriptionnelle. La méthylation de loci CpG de l’ADN est médiée par les méthyltransférases de l’ADN – les Dnmts. La méthylation joue également un rôle clef dès les stades précoces de la cancérogenèse dans une grande partie des tumeurs où on observe une méthylation, notamment la répression des gènes suppresseurs de tumeurs et une déméthylation, notamment l’expression de séquences d’ADN parasites. Dans une première partie de la thèse, nous nous sommes intéressés à la méthyltransférase de l’ADN Dnmt3L et plus particulièrement à identifier les mécanismes par quels cette méthyltransférase peut réprimer l’expression génique. Dnmt3L, identifiée et clonée en 2000, est caractérisée comme une méthyltransférase dépourvue de son domaine catalytique jouant probablement un rôle dans la régulation de la méthylation de l’ADN plutôt que dans l’ajout de groupes méthyls à l’ADN. Son rôle est fondamental dans l’établissement de l’empreinte génétique maternelle. Des travaux récents, réalisés, notamment par notre équipe, ont permis de montrer que plusieurs Dnmt répriment la transcription non seulement en méthylant l’ADN mais également en interagissant avec les déacétylases d’histones, HDAC. Au regard de ces résultats, nous nous sommes intéressés à évaluer si Dnmt3L est également capable de réprimer la transcription en recrutant une activité HDAC. Des recherches menées de concert avec Rachel Deplus, étudiante en thèse au laboratoire, ont permis de montrer que Dnmt3L interagit avec les déacétylases d’histones, ce qui conduit à la répression de la transcription. Dans l’ensemble, nos résultats ont permis de montrer que Dnmt3L, bien que dépourvue d’activité méthyltransférase, peut, tout comme les autres Dnmt, également réprimer la transcription par le biais de son interaction avec les enzymes HDAC. Dans une deuxième partie majeure de la thèse, nous nous sommes intéressés à l’étude des mécanismes par lesquels la méthylation de l’ADN peut être ciblée au sein du génome. Cette thématique bien que fondamentale, est encore peu connue à l’heure actuelle. Des études très récentes, réalisées dans notre laboratoire, suggèrent que les Dnmt peuvent être recrutées au sein de loci spécifiques suite à leur association avec des facteurs de transcription. Dans le cadre de ma thèse, nous avons pu montrer que la méthyltransférase de l’ADN Dnmt3a interagit in vitro et in vivo avec l’oncoprotéine Myc. Nous avons également pu mettre en évidence que la protéine Myc endogène recrute une activité méthyltransférase de l’ADN. Bien que l’oncoprotéine Myc soit surtout connue pour être un activateur de la transcription, Myc est également décrit pour réprimer la transcription de certains gènes spécifiques. Il était donc raisonnable de proposer que Dnmt3a pourrait être recruté pour réprimer les gènes régulés négativement par Myc. En effet en testant l’activité promotrice du gène p21, un gène connu pour être réprimé par Myc, nous avons démontré que Dnmt3a agit comme un co-répresseur transcriptionnel de Myc. Par des essais d’immunoprécipitation de la chromatine (ChIP), nous avons démontré que Myc et Dnmt3a forment un complexe stable sur le promoteur du gène p21. D’autre part nous avons montré que la 5 azacytidine, un agent déméthylant, lève la répression médiée par Myc au sein du promoteur du gène p21. En collaboration avec d’autres laboratoires, nous avons également effectué du séquençage au bisulfite du promoteur proximal de ce gène à partir d’ADN provenant de cellules sauvages pour Myc (myc+/+) ou invalidées pour Myc (myc-/-), montrant que la méthylation de ce promoteur est dépendante de la présence de Myc. Ainsi il semble que l’activité méthyltransférase de l’ADN de Dnmt3a soit requise pour sa fonction de co-répresseur des gènes régulés négativement par Myc. Cette étude confirme et valide le nouveau concept du recrutement des Dnmt par des interactions protéine-protéine. Notre travail a également des implications sur la compréhension du rôle de la méthylation de l’ADN dans la tumorigenèse. De plus, cette étude a permis de montrer pour la première fois que l’oncoprotéine Myc n’est pas seulement impliquée dans une répression génique passive (séquestration de co-activateurs) mais également une répression active (recrutement du co-represseur Dnmt3a).
Bibliographical Information:

Advisor:Fuks, Francois; de Launoit, Yvan; Vassart, Gilbert; Diederich, Marc; Georges, Michel; Willard-Gallo, Karen; Christophe, Daniel; Svoboda, Michel

School:Université libre de Bruxelles

School Location:Belgium

Source Type:Master's Thesis

Keywords:hkmt mbd dnmt atp ases

ISBN:

Date of Publication:01/24/2005

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