Characterisation of the role of the protein Ten-eleven translocation 1 (TET1) in the dynamic of chromatin organisation
Caractérisation du rôle de la protéine Ten-Eleven Translocation 1 (TET1) dans la dynamique de l'organisation de la chromatine
Résumé
The chromatin, composed of DNA and histone proteins, dysplays a complex and dynamic multiscale structure involved in the regulation of transcription. The chromatin compaction state is regulated by epigeneic tags found on both histones and DNA. Ten-eleven translocation (TET) enzymes are responsible for the oxidation of 5-methylcytosines. Among the oxidized forms, the accumulation of the the 5-hydroxymethylcytosine at regulatory regions is associated with transcriptional activation and an open chromatin state. Besides their catalytic activity, TET proteins are also involved in the recruitment of chromatin remodelers. Therefore, TET proteins participate in the regulation of the chromatin structure via several pathways that still need further investigations. By analysing the structural state of the chromatin by electron and confocal microscopy, I demonstrated that independently of the activity of TET1, the overexpression of the N-terminal domain of TET1 in human cells is responsible for a chromatin reorganisation leading to an unmixing of the chromatin phase from the nucleoplasm. This reorganisation is also associated with a change of histone turnover at the nucleosome. The chromatin reorganisation induced by the presence of the N-terminal domain of TET1 is associated with an enrichment in the repressive histone mark, H3K27me3 and a global shut down of the transcription. All these data suggest that the N-terminal domain of TET1 could participate in transcription regulation via its role in chromatin remodeling.
La chromatine, composée d’ADN et de protéines histones, possède une structure multi-échelle complexe et dynamique participant notamment à la régulation de la transcription. Son état de compaction peut être régulé par des modifications épigénétiques trouvées sur la queue des histones et sur l’ADN. Les enzymes Ten-eleven translocation (TET) sont responsables de l’oxydation des 5-methylcytosines. Parmi les formes oxydées, l’accumulation de la 5-hydroxyméthylcytosine au sein de régions régulatrices géniques est associée à l’activation de la transcription et à un état ouvert de la chromatine. Outre leur activité catalytique, les protéines TET sont aussi impliquées dans le recrutement de facteurs de remodelage chromatinien. Les protéines TET participent donc à la régulation de la structure chromatinienne via différents mécanismes qui restent cependant à être mieux caractérisés. En analysant l’état de structuration de la chromatine en microscopie confocale et électronique, j’ai pu démontrer qu’indépendamment de l’activité enzymatique de TET1, la surexpression de la région N-terminale de TET1 dans les cellules humaines est responsable d’une réorganisation chromatinienne aboutissant à une démixion entre phase chromatinienne et nucléoplasme. Cette réorganisation est aussi associée à une modification de la dynamique d’échange des histones au niveau du nucléosome. Au niveau fonctionnel, le remodelage chromatinien induit par le domaine N-terminal de TET1 est associé à un enrichissement d’une marque d’histone répressive, H3K27me3 et une diminution globale du niveau transcriptionnel. L’ensemble de ces données suggère que le domaine N-terminal de TET1, pourrait participer à la régulation de la transcription via son rôle dans le remodelage de la structure chromatinienne.
Origine : Version validée par le jury (STAR)