Soutenance de thèse de Marie DORME

La reproduction sexuée repose sur la méiose, une division cellulaire particulière qui génère des gamètes haploïdes à partir d’une cellule diploïde. La méiose assure la stabilité du génome tout en promouvant la diversité génétique des individus d’une population via la génération de crossovers entre chromosomes homologues. Ces crossovers résultent de la réparation par recombinaison homologue de cassures double-brins de l’ADN (DSB, Double Strand Breaks en anglais). Ces DSBs sont formées dans des régions appauvries en nucléosomes, qui correspondent à des promoteurs de gènes chez Saccharomyces cerevisiae, nommées « hotspots » de cassures. La génération de centaines de DSBs sur le génome nécessite une fine régulation spatio-temporelle de leur formation. Le mécanisme d’interférence entre DSBs, médié par Tel1, participe à la distribution des DSBs sur le génome en limitant la formation de plusieurs DSB à proximité. Afin d’appréhender le mécanisme d’action de Tel1 dans l’interférence, j’ai cherché à déterminer s’il agissait en cis ou en trans. Par immunoprécipitation de la chromatine, j’ai mis en évidence le recrutement de Tel1 aux sites de cassures, en réponse à leur formation, par le domaine carboxy-terminal de Xrs2. Ce recrutement est essentiel à la mise en place de l’interférence entre DSB méiotiques, démontrant un contrôle en cis de ce mécanisme. Récemment, le laboratoire a montré que l’activité kinase de Tel1 restreint spatialement la formation de cassures multiples (DC, double cuts en anglais) qui se produisent normalement au sein des hotspots de cassures. Dans un mutant de Tel1 dépourvu d’activité kinase, tel1kd, les DCs se propagent à l’intérieur des régions 5’ des gènes adjacents. J’ai mis en évidence que ce phénomène est causé par le recrutement de Tel1kd par Xrs2 aux hotspots de cassures. De plus, il est apparu que le remodeleur de chromatine Fun30 est essentiel pour cette propagation des DC dans un contexte tel1kd, suggérant une potentielle régulation directe de Fun30 par Tel1.

Sexual reproduction relies on meiosis, a specialized cell division which generates four haploid gametes starting from one diploid cell. At the population level, the meiotic program ensures genome stability but also promotes genetic diversity notably by promoting crossovers between homologous chromosomes. Such crossovers result from the repair by homologous recombination of programmed DNA double strand breaks (DSBs). DSB formation occurs during meiotic prophase I in nucleosome depleted regions, which correspond mainly to gene promoters in Saccharomyces cerevisiae and that are called DSB hotspots. Since hundreds of DSBs per genome occur during meiotic prophase I, DSB formation requires a strong spatiotemporal regulation. One of these spatial regulation mechanisms is Tel1-mediated DSB interference that limits DSB formation in cis and promotes evenly spaced events. In order to better understand this mechanism, I determined if Tel1-mediated DSB interference occurred by a cis or a trans control. By chromatin immunoprecipitation, I showed that Tel1 is recruited at DSB hotspots, upon DSB formation, by the Xrs2 carboxy-terminal domain. Importantly, this recruitment is required to mediate DSB interference, which is therefore controlled in cis by Tel1. In addition to Tel1-mediated DSB interference, recent work from the lab showed that Tel1 kinase activity restrains spatially hyperlocalised DNA double cuts (DCs), events that normally occur within DSB hotspots. In a tel1-kinase-dead (tel1kd) background, DCs spread into the 5’ region of adjacent ORFs and I decided to investigate this regulation. I showed that the DC spreading phenotype is due to Tel1kd recruitment at DSB hotspots via the Xrs2 carboxy-terminal domain. Interestingly, our data also indicate that this DC spreading phenotype specific of the tel1kd background requires the chromatin remodeler Fun30, suggesting a potential regulation of Fun30 by Tel1.