Soutenance publique de thèse de doctorat en Sciences biologiques - Pauline Ponsard
PIE-1: Molecular dissection of a C. elegans germ-cell specific protein in S. pombe
Date : 06/03/2025 16:30 - 06/03/2025 19:30
Lieu : L12
Orateur(s) : Pauline Ponsard
Organisateur(s) : Carine Michiels
Jury
- Prof. Benoît MUYLKENS (URVI, Université de Namur), Président
- Prof. Carine MICHIELS (URBC, Université de Namur), Secrétaire
- Prof. Xavier DE BOLLE (URBC, Université de Namur)
- Prof. René REZSOHAZY (LIBST, Université catholique de Louvain)
- Prof. Florian STEINER (Dept. of Molecular and Cellular Biology, Université de Genève)
- Prof. Germano CECERE (Department of developmental and Stem Cell Biology, Institut Pasteur)
Résumé
Chez les animaux, les cellules germinales se distinguent souvent des lignées somatiques dès les premières étapes de l'embryogenèse. Dans certains organismes, les blastomères germinaux semblent entrer dans un état de quiescence transcriptionnelle. Par exemple, chez le ver Caenorhabditis elegans, la transcription est activée dans les blastomères somatiques dès le stade 4 cellules, alors qu’elle ne s’initie dans les blastomères germinaux qu’au stade 100 cellules. Cette répression transcriptionnelle dans les blastomères germinaux a été attribuée à la protéine PIE-1, spécifiquement localisée dans ces cellules dès la première division embryonnaire. PIE-1 aurait pour rôle d’inhiber l’activité de CDK-9, une kinase dépendante des cyclines, jusque-là considérée comme essentielle pour la phosphorylation de la sérine 2 (CTD-Ser2) du domaine C-terminal (CTD) de l’ARN polymérase II et pour l’élongation de la transcription. Cependant, des études récentes, montrant que l’embryogenèse se déroule normalement dans une souche mutante exprimant un CTD dans lequel la sérines 2 est remplacée par une alanine (CTD-S2A) et identifiant CDK-12 comme la principale kinase phosphorylant la CTD-Ser2, remettent en question ce modèle.
Pour étudier le transcriptome des blastomères germinaux chez le ver C. elegans, une approche combinant tri cellulaire et séquençage de l’ARN (RNA-seq) a été développée. Des analyses pilotes ont validé cette méthode sur une souche wild-type, permettant ainsi son utilisation sur une souche dans laquelle PIE-1 peut être spécifiquement dégradé grâce au système AID (Auxin-Inducible Degron). Cela a permis d’examiner l’effet de la déplétion de PIE-1 sur le transcriptome des blastomères germinaux révélant ainsi qu’en son absence, les blastomères germinaux adoptent un profil transcriptionnel proche de celui des blastomères somatiques, confirmant le rôle fondamental de PIE-1 dans la préservation de l’identité germinale durant l’embryogenèse.
En parallèle, la levure de fission Schizosaccharomyces pombe a été utilisée pour analyser les conséquences de l’expression de PIE-1 dans un organisme hétérologue. Les résultats ont montré que PIE-1 en se localisant près des sites de fin de transcription induit une poursuite de la transcription par l’ARN polymérase II au-delà du site de terminaison, conduisant à une transcription de régions intergéniques.
Ces observations ont permis de formuler l’hypothèse que chez C. elegans, au sein des blastomères germinaux, PIE-1 pourrait réguler la polyadénylation alternative dans les régions 3' non traduites, produisant ainsi des isoformes d’ARN plus longs, susceptibles d’être dégradés. En l’absence de PIE-1, des isoformes plus courts pourraient être générés, permettant ainsi l’accumulation de transcrits somatiques et potentiellement la dégradation des ARNm maternels via la traduction de protéines somatiques.
Bien que des investigations supplémentaires soient nécessaires chez C. elegans pour valider cette hypothèse, elle fournit un cadre conceptuel innovant pour comprendre le rôle de PIE-1, indépendamment de la phosphorylation de la CTD-Ser2.
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