Soutenance de Thèse : Margarita Masoura

Le 4 décembre, Margarita Masoura de l'équipe de Yad Ghavi-Helm soutiendra sa thèse intitulée :

"Pléiotropie, spécificité et dissection séquentielle de l'activateur E3 de twist au cours de l'embryogenèse chez la drosophile"

Résumé :

Les profils précis d'expression génétique au cours de l'embryogenèse chez la drosophile résultent de l'action d'éléments d'ADN non codants appelés enhancers. Ces éléments activent la transcription en interagissant avec les promoteurs de leurs gènes cibles, même lorsqu'ils sont séparés par de grandes distances génomiques, grâce à des boucles de chromatine en 3D. Traditionnellement, les enhancers sont considérés comme des éléments modulaires et spécifiques à certains tissus, chacun agissant dans un contexte spatio-temporel bien défini. Cependant, des preuves de plus en plus nombreuses mettent en évidence la prévalence des enhancers pléiotropiques, des séquences qui activent un gène dans plusieurs contextes, ce qui soulève des questions sur le fonctionnement de ces éléments. Les enhancers pléiotropiques contiennent généralement une grande quantité d'informations régulatrices et confèrent une activité étendue, qui se reflète souvent dans le grand nombre de sites de liaison de facteurs de transcription (TFBS) intégrés dans leurs séquences. Compte tenu de ce large potentiel régulateur, il devient concevable d'émettre l'hypothèse qu'ils pourraient réguler plusieurs gènes. Bien que cette idée ait déjà été suggérée, elle reste totalement inexplorée. De plus, la manière dont une telle capacité régulatrice est codée dans l'architecture de leur séquence reste également obscure.

Au cours de ma thèse, j'ai abordé ces questions en étudiant l'enhancer E3, connu auparavant pour réguler twist, le régulateur principal du destin mésodermique, au cours des phases précoce et intermédiaire de l'embryogenèse chez Drosophila melanogaster. Je montre tout d'abord que l'E3 est pléiotropique, actif dans différents feuillets embryonnaires et stades développementaux, y compris dans des tissus où le gène twist n'est pas exprimé. Je démontre ensuite que E3 régule au moins trois autres gènes sans lien fonctionnel entre eux. Malgré la large activité de E3, chaque gène cible conserve un profil d'expression spécifique et non chevauchant. Cette spécificité provient d'éléments proches du promoteur, qui interprètent la large contribution régulatrice de l'E3 et la transforment en résultats transcriptionnels précis.

En ce qui concerne l'organisation séquentielle de E3, je démontre que la nature pléiotropique de l'activateur est codée dans trois domaines, chacun stimulant l'expression dans un contexte spatio-temporel distinct. Malgré cette modularité, les sites régulateurs qui ajustent les niveaux d'expression dans un contexte peuvent se trouver dans des domaines qui spécifient un autre contexte. Une mutagenèse ciblée et saturante sur la séquence E3 confirme cet entrelacement des sites régulateurs, montrant qu'au moins pour l'activité mésodermique de E3, la production transcriptionnelle résulte de l'action combinatoire de régions réparties sur l'ensemble de l'enhancer.

Dans l'ensemble, ma thèse montre comment un enhancer pléiotropique peut avoir une activité régulatrice étendus tout en maintenant la spécificité de l'expression génique individuelle grâce à des éléments proches du promoteur. Elle démontre également que l'activité de l'enhancer repose sur plusieurs régions régulatrices réparties dans le génome, qui agissent de concert pour produire des patrons transcriptionnels précis.