Ecole Doctorale

Sciences de la Vie et de la Santé

Spécialité

Biologie-Santé - Spécialité Maladies Infectieuses

Etablissement

Aix-Marseille Université

Mots Clés

RAG,Endogenisation,Système immunitaire,DDE transposon,Domestication),

Keywords

RAG,Homing,Immune system,DDE transposon,Co-option,

Titre de thèse

Les DDE transposons à l'origine de l'innovation fonctionnelle: exemple du transposon RAG
DDE transposons at origin of functional innovation : focus on the RAG transposon

Date

Jeudi 25 Novembre 2021 à 13:30

Adresse

IHU Méditérranée Infection, 19-21 Boulevard Jean Moulin Amphithéatre

Jury

Directeur de these M. Pierre PONTAROTTI CNRS, UMR MEPHI, IHU Méditérranée Infection
Rapporteur Mme Emmanuelle LERAT Laboratoire de Biométrie et Biologie Evolutive UMR 5558, Université Claude Bernard de Lyon, CNRS.
Rapporteur M. Franck PANABIERES INRAE, Institut Sophia Agrobiotech
Examinateur M. Philippe COLSON Aix-Marseille Université; IHU Méditérranée Infection

Résumé de la thèse

Résumé Les Eléments génétiques mobiles sont présents dans les génomes de l’ensemble du vivant, au sein desquels ils jouent un important rôle dans l’innovation et la diversité génétique. Parmi eux on distingue les transposons, qui sont mobilisables grâce à leur protéine, la transposase. La domestication d’un transposon est un processus au cours de l’Evolution durant lequel un transposon arrête d’être mobile, et devient un gène dont l’activité est recrutée pour être utilisée pour la mise en place d’une nouvelle fonction. Les vertébrés à mâchoire (Gnathostomes), sont actuellement la seule famille connue parmi les organismes, ayant domestiqué le transposon RAG. L’évènement initiateur de ce processus de domestication a été son endogénisation au niveau du locus NWC/IFTAP, laquelle a permis son utilisation pour la mise en place de la diversité des récepteurs des lymphocytes T et B, via les réarrangements des segments géniques V, D et J. Le transposon RAG-A d’un ver, P.flava, encore appelé « ver à gland », est le plus proche de celui des Gnathostomes. Au cours de ma thèse, la caractérisation du RAG-A a confirmé que ce dernier est celui qui présente le plus de similitude structurale avec le système RAG-RSS des Gnathostosmes. Nous avons en outre montré que ces caractéristiques se situent entre celles de la forme active d’une part et domestiquée d’autre part, du transposon. L’ensemble des résultats nous ont permis de proposer un scénario pour la domestication du transposon RAG au cours de laquelle l’acquisition de nouveaux traits va permettre au système RAG-TIRs, d’interagir avec des partenaires moléculaires, entre et autres la machinerie de réparation de l’ADN, pour déterminer le « transposome ». Mes travaux de thèse complètent les précédentes études réalisées sur le transposon RAG et ayant démontré l’activité du RAG-B. En outre, ils ouvrent une perspective de réflexion plus générale sur les mécanismes génomiques à l’origine de l’endogénisation des transposons de la famille DDE à laquelle appartient le transposon RAG. Enfin, ils proposent une vision plus intégrée des conséquences de la domestication du transposon RAG dans l’émergence du système immunitaire adaptatif, notamment, en émettant l’hypothèse selon laquelle la diversité des récepteurs cellulaires générée par la domestication du transposon RAG a permis l’émergence des récepteurs partenaires tels que ceux du complexe majeur d’histocompatibilité. Mots clés : RAG, endogénisation, Système immunitaire, DDE transposon, domestication

Thesis resume

Abstract Mobiles genetic elements are present in the genome of the whole of Life, where they play an important role in the innovation and genetic diversity. Among, the transposons, which are mobilized by their transposase protein. The Cooption of transposon is the evolutionary process during which a transposon lost its jumping activity and become a gene which the activity is recruited for the set-up of new functions. The jawed vertebrates are currently the only knowed familly known to have co-opted the RAG transposon. The transposon homing within NWC/IFTAP locus is the initiating event of this cooption process, which allowed its use for the set-up of T and B receptors diversity, via V, D and J genes segments rearrangements. The RAG-A transposon from acorn worm P.flava is actually the most similar to Gnathostomes RAG. During my thesis, the characterization of RAG-A from P.flava acorn worm confirms that RAG-A displays the most structural similarity with the RAG-RSS system, and showed that RAG-A structure stated somewhere between active transposon and domesticated transposon. Based on these data, we propose a RAG domestication scenario in which the acquisition of intramolecular traits that allowed new interactions with molecular partners as the repair machinery, to determine a functional network we called “Transposome”. These works complete previous studies on RAG transposon which showed RAG-B activity. Moreover, they open a more general perspectives on genomic mechanism driving the homing of transposons from DDE family, to which belongs RAG transposon. Finally, they propose a more integrated alternative on the consequence of RAG transposon cooption regarding the emergence of adaptive immune system, particularly, putting forward the hypothesis in which the diversity of receptors cells generated by RAG transposon domestication allows the emergence of receptors partners such as those of Major Histocompatibility Complex. Key words: RAG, Homing, immune system, DDE transposon, domestication