De L'œuf À L'adulte: Étude Moléculaire Et Fonctionnelle De La Répression Des Éléments Transposables Par Les Piarn Au Cours Du Développement Chez Drosophila Melanogaster
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Pauline MARIE – Thèse de doctorat - 2016 Université Pierre et Marie Curie École doctorale Complexité du vivant Laboratoire de biologie du développement / Épigénétique et ADN mobile De l’œuf à l’adulte : étude moléculaire et fonctionnelle de la répression des éléments transposables par les piARN au cours du développement chez Drosophila melanogaster Par Pauline Marie Thèse de doctorat de génétique Dirigée par Stéphane Ronsseray et Antoine Boivin Présentée et soutenue publiquement le 20 septembre 2016 Devant un jury composé de : Pret Anne Marie Professeur Rapporteur Simonelig Martine Directrice de recherche Rapporteur Higuet Dominique Professeur Président du jury Huynh Jean-René Directeur de recherche Examinateur Brasset Emilie Maître de Conférences Examinateur Boivin Antoine Maître de Conférences Co-encadrant Ronsseray Stéphane Directeur de Recherche Directeur de thèse 1 Pauline MARIE – Thèse de doctorat - 2016 2 Pauline MARIE – Thèse de doctorat - 2016 Remerciements Tout d’abord, je souhaite remercier les membres du jury pour avoir accepté d’évaluer mon travail de thèse, en particulier les Dr. Anne-Marie Pret et Martine Simonelig qui ont bien voulu être rapportrices. Ces trois années ont été très enrichissantes et je me sens très chanceuse d’avoir pu les passer au sein de la communauté des Drosophilistes, la plus chaleureuse de toutes, de leur propre avis que je partage évidemment! Merci Stéphane pour m’avoir accueillie dans ton équipe, initiée aux secrets de la Droso, de la génétique et bien sûr de l’élément P qui, comme chacun sait, a envahi le génome de Drosophila melanogaster au siècle dernier ! Merci pour les métaphores automobiles en réunion de labo qui m’ont toujours fait beaucoup rire, pour tes idées de manip toujours ingénieuses et pour ton soutien tout au long de cette aventure. Je te remercie particulièrement Antoine pour m’avoir encadré durant trois ans sur ce projet un peu nouveau pour l’équipe qui a nécessité pas mal de mise au point et généré des gigas d’images en couleurs. J'ai appris plein de choses grâce à toi et notre rencontre en TP de M1 me semble déjà très loin! J’ai beaucoup apprécié de travailler avec toi dans une ambiance détendue et agréable, j’espère que la suite de ton histoire va bien se dérouler et que les reviewers seront enthousiastes! Un grand merci. Il me semble que notre bureau a toujours été particulièrement bien (sur)peuplé et tous ses membres resteront d’excellents souvenirs. Laure, merci de m’avoir réconcilié avec les petits ARN en master, je ne serais jamais arrivée là sans toi ! Merci pour ta bonne humeur et tes conseils et enfin pour l’exemple que tu donnes quant au métier de MCU que je compte bien viser d’ici… une dizaine d’années. Val, j’ai adoré passer ces trois ans et demi en ta compagnie, j’ai l’impression que nous nous sommes trouvé des passions communes assez facilement : je n’avais jamais rencontré d’Austinienne aussi mordue que moi et ce fut un plaisir immense. Le fait que tu ais fait une petite incursion dans le monde zombie grâce à Jane est une petite fierté personnelle, j’avoue ! J’espère que nos échanges de livres et de films ne s’arrêteront pas la et que j’aurai toujours de tes nouvelles. Amna, compagnonne de route, aussi bien spirituellement qu’au sens propre, merci d’avoir accompagné mes démarches hésitantes dans l’administration, mes délires dans la pièce à mouche et mes aventures dans le monde des congrès ! J’ai plein de souvenirs précieux grâce à toi et il faut bien avouer que l’ambiance de la pièce à mouche est bien moins survoltée depuis que tu es partie ! Un grand merci pour tout. Karine, tu prends la relève. Je te souhaite bonne chance pour cette aventure qu’est la thèse. J’espère qu’elle se déroulera sans trop d’accros! 3 Pauline MARIE – Thèse de doctorat - 2016 Je n'oublie pas nos voisins drosophilistes de la pièce à mouches : Frédérique, Delphine, Jérôme, Hélène, Emmanuèle, Jean-Michel, Sandra, Neel, Valérie et Immane. En particulier Jérôme, bien sûr, mon autre compagnon d'aventure toujours là pour discuter, écouter mes doléances, me donner de bons conseils et m'accompagner en congrès au bout de la France ou au bout du monde. Évidemment, ce qui se passe à Key West… Delphine merci pour ta bonne humeur et pour l'animation des repas dans cette pièce qui est ton bureau! Je garderai un très bon souvenir de ces midis passés à manger des plats Picard, à papoter en partageant des expériences de vie avec Val, Valérie, Amna, Karine, Hélène et Sandra (et en choquant Jérôme au passage, le pauvre). Les mots croisés instaurés par Karine. Sandra, qui se révèle un peu plus cette année et qui me fait bien rire. Merci Emmanuèle pour tes conseils, surtout vers la fin pour les écueils administratifs. Je te remercie particulièrement Neel pour ta disponibilité et tes conseils inappréciables quant à notre manuscrit! Mention spéciale pour Camille qui nous a abandonné mais qui reste dans nos cœurs… et qui m'a donné une excellente excuse pour découvrir Londres. Merci aux anciens membres de l’équipe, Catherine, Georges d’avoir fait partie de mon expérience. Merci aux autres personnes de l'unité qui m'ont accompagnée durant ces trois ans, Margarita, Affaf, Sara, Camille C, Mafalda, les autres représentants des doctorants, Merci à tous les membres de l’UMR7622 et à ceux de l'IFR83 que j'ai beaucoup vu également, Susanne, Jean-François et Richard. Je remercie mon compagnon Jonathan pour son soutien, sa compréhension et le partage des tâches ménagères ^^ . Merci pour les relectures et les conseils, les discussions science et l'appui que je ressens quand nous sommes confrontés à des non-scientifiques. On ne s'est pas beaucoup vu ces derniers mois, emplois du temps de thésard oblige, mais j'espère que nous allons rattraper ça au plus vite. Je te souhaite une dernière année de thèse mémorable et pleine de publications! Merci aussi aux amis pour le bon temps passé entre les manips! Et je remercie également toute ma famille pour son soutien, en particulier ma mère et ma sœur pour leur confiance inconditionnelle en moi, tous les autres pour leurs encouragements et je pense fort à celui qui n'est plus la car je sais qu'il aurait été très fier. 4 Pauline MARIE – Thèse de doctorat - 2016 Sommaire Remerciements ........................................................................................................................... 3 Sommaire ................................................................................................................................... 5 Préambule ................................................................................................................................... 7 I - Introduction ......................................................................................................................... 9 Chapitre 1 : Les Éléments Transposables ........................................................................... 9 A. Classification des éléments transposables ................................................................... 10 A.1 Familles d’éléments transposables ........................................................................ 10 A.2 Stratégies de conquête du génome ........................................................................ 12 B. Défendre le génome ..................................................................................................... 15 B.1 Historique de la découverte des petits ARN interférents ...................................... 15 B.2 La répression des éléments transposables ............................................................. 16 B.3 Différents petits ARN, même combat ................................................................... 17 B.4 Un nouveau système de régulation, les piARN. .................................................... 22 Chapitre 2 : Les Clusters Producteurs de piARN .............................................................. 29 A. Clusters endogènes producteurs de piARN ................................................................. 30 A.1 Uni-strand clusters ................................................................................................. 31 A.2 Transcription des dual-strand clusters ................................................................... 33 B. Le Trans-Silencing Effect ........................................................................................... 37 B.1 Les clusters de piARN transgéniques T-1 et BX2 .................................................. 37 B.2 Transgènes « silencer » et transgènes « cible » ..................................................... 38 B.3 Propriétés et analyse du TSE ................................................................................. 40 Chapitre 3 : La Biogenèse des piARN .............................................................................. 45 A. Les clusters de piARN ................................................................................................. 46 A.1 Transcription des clusters de piARN ..................................................................... 46 A.2 Le nuage ................................................................................................................ 52 A.3 Retour au noyau : le choix de Piwi ........................................................................ 59 A.4 Les piARN somatiques .......................................................................................... 61 B. Autres sources de piARN dans le génome .................................................................. 67 B.1 Les piARN géniques .............................................................................................