Soutenance de thèse de TELLEZ QUIJORNA Clara
Titre de thèse
Rôle de l'enrichissement en H3K27me3 au locus HIST1 dans les cellules leucémiques
Role of H3K27me3 enrichment at the HIST1 locus in leukemic cells
Résumé de la thèse
La leucémie myéloïde aiguë (LAM) est une maladie hétérogène en termes d'altérations génétiques et épigénétiques, et de caractéristiques. En 2015, le groupe a découvert un nouveau biomarqueur épigénétique nommé H3K27me3HIST1high chez des patients atteints de LAM. Ce biomarqueur est une accumulation d'H3K27me3 sur une partie du cluster d'histones HIST1. En conséquence de ce domaine répressif épigénétique, une faible expression de certains gènes d'histones tels que l'histone linker H1.3 a été observée. De manière intéressante, les patients porteurs de ce biomarqueur ont pronostic favorable.
Pour étudier le rôle de H1.3 dans la LAM, nous avons généré un modèle cellulaire comprenant des clones H1.3 KO et des clones H1.3-V5 (exprimant un H1.3 marquée V5). L'analyse en l'ARNseq de ces clones cellulaires a révélé une augmentation des réponses inflammatoires et une dérégulation du cycle cellulaire en absence de H1.3. Le rôle de H1.3 dans le cycle cellulaire a été précisée par des expérimentés de blocage à la thymidine qui démontrent une augmentation des phases G0/G1 ainsi qu'une surexpression d'inhibiteurs du cycle en absence de H1.3.
Pour déterminer si l'activité chromatinienne de H1.3 est liée au cycle cellulaire, nous avons effectué une analyse intégrative en utilisant des approches CHIPseq et ATACseq dans les différentes lignées cellulaires. L'intégration des données ATAC et RNA-seq a révélé des loci génomiques régulés par H1.3. dont le ciblage direct sera déterminé par l' analyse ChIPseq H1.3-V5. Un des loci identifiés est le gène CD93, impliqué dans la LAM. Nous avons confirmé sa diminution dans les cellules et chez les patients H3K27me3HIST1high, ce qui suggère une connexion entre H1.3, CD93 et la progression leucémique.
En conclusion, nous avons caractérisé un rôle émergent pour H1.3 dans la régulation du cycle cellulaire et l'organisation de la chromatine des cellules de LAM et souligné son importance dans le phénotype et la progression de la LAM.
Thesis resume
Acute myeloid leukemia (AML) is a heterogeneous disease in terms of genetic and epigenetic alterations, clinical features, and therapeutic outcomes. In 2015, the group discovered a new epigenetic biomarker named H3K27meHIST1high consisting in an enrichment of the repressive mark, H3K27me3, at part of the histone cluster HIST1. Interestingly, patients bearing this biomarker had a better prognosis and leukemia free survival. As a consequence of this epigenetic repressive domain, low expression of some histone genes such as the linker histone H1.3 was observed and patients bearing this biomarker had a favourable outcome.
To investigate the role of H1.3 in AML cells and more specifically in H3K27me3HIST1high blasts, we generated a cell model including H1.3 KO (obtained by CRISPR/Cas9) and H1.3-V5 tagged (expressing a V5-tagged H1.3) clones. RNA-Seq analysis of these cellular clones revealed an upregulation in inflammatory responses and a deregulation in cell cycle as a consequence of H1.3 absence. To specify H1.3 role in cell cycle we performed thymidine block in KO and WT cells. We evidenced an increased in G0/G1 phases and elevated expression of key cyclin inhibitors in the absence of H1.3.
To address whether H1.3 chromatin activity was linked to its cell-cycle regulation, we performed an integrative epigenomic approach using CHIP-seq and ATAC-seq in the different cell lines. Integrating ATAC and RNA-Seq analysis revelated interesting genomic loci regulated by H1.3. Direct genomic targeting of these loci will be determined by our H1.3-V5 ChIP-Seq analysis. Among these loci, we identified the CD93 gene, implicated in AML progression. We confirmed its down regulation in the absence of H1.3 and in H3K27me3HIST1high patients suggesting an interconnection between H1.3, chromatin accessibility and leukemia.
In conclusion, we have characterized an emerging role for H1.3 in cell-cycle regulation and chromatin organization in AML cells and highlighted its importance in AML phenotype and progression.