Investigation for new human metyl-CpG-binding proteins
Recherche de nouvelles protéines humaines se liant à l'ADN méthylé
Résumé
Epigenetic phenomena are key contributors to the function of eukaryotic genomes. These processes act on chromatin, and they are used to render the genome dynamic, but also stable throughout successive rounds of cell division. Among epigenetic processes, DNA methylation is especially well known for its role in the regulation of gene expression.In mammals, DNA methylation is strongly correlated with transcriptional repression, and fulfills at least three essential roles. First, it maintains repeated sequences transcriptionally silenced, thus ensuring the stability of the genome. Second, it is responsible for the proper regulation of parentally imprinted genes, which are crucial regulators of embryonic development and adult life. Finally, DNA methylation ensures that some tissue-specific genes are kept inactive in the organs in which they should be repressed. Besides these roles in the physiology of normal cells, DNA methylation has strong links to cancer. Indeed the pattern of DNA methylation on the genome is frequently altered in cancer cells, and these anomalies contribute to transformation by several mechanisms.DNA methylation does not control transcription directly, but instead acts via a set of dedicated proteins that specifically recognize methylated DNA and repress transcription by acting at the chromatin level. At present, three families of such proteins, totalling 9 members altogether, are known in humans. However, several lines of evidence suggest that the list is not exhaustive, and that other human proteins that bind methylated DNA remain to be found. This was the goal of the current project.To this end, we opted for two distinct types approaches, an approach based on literature and a genetic approach. The study of candidate proteins does not allow us to identify new methylated DNA binding proteins and the genetic approach by phage display revealed two proteins of interest, HMGB1 and CHD3 that must now be validated by in vivo and in vitro approaches.Furthermore, we studied the regulation of DNA repeats by Zbtb4 in mice. Preliminary results show a regulation of minor satellites by Zbtb4. The role of this regulation will be analyse further in the future.
L'épigénétique est un composant essentiel du fonctionnement des génomes eucaryotes. Les divers phénomènes épigénétiques modifient l’état chromatinien et participent à la plasticité du génome, mais aussi au maintien de son identité fonctionnelle à travers les générations cellulaires. Parmi ces processus, la méthylation de l’ADN joue un rôle fondamental dans la régulation de l’expression des gènes.Chez les mammifères, la méthylation de l'ADN est associée à la répression transcriptionnelle, et elle remplit au moins trois fonctions essentielles. Premièrement, elle permet de réprimer les séquences répétées afin de préserver l’intégrité du génome. Deuxièmement, la méthylation contrôle l’expression des gènes soumis à l’empreinte parentale, qui sont des régulateurs cruciaux du développement et de la vie adulte. Enfin, la méthylation permet de réprimer certains gènes tissu-spécifiques dans les organes où ils doivent être silencieux. En plus de ces rôles physiologiques, la méthylation est liée au cancer. En effet, des patrons de méthylation anormaux sont fréquemment observés dans les cellules tumorales, et ces anomalies participent à la transformation cellulaire par plusieurs mécanismes.La méthylation exerce ces effets par l'intermédiaire de protéines dédiées, qui reconnaissent spécifiquement l'ADN méthylé et contrôlent la transcription en modulant la chromatine. Trois familles de protéines liant l'ADN méthylé sont connues chez les mammifères, et elles totalisent entre elles neuf membres. De nombreux arguments suggèrent que cette liste est encore incomplète, et que des protéines humaines liant l'ADN méthylé restent à découvrir. Dans cette optique, nous avons opté pour deux types d’approches distinctes, une approche basée sur la littérature et une approche génétique. L’étude des protéines candidates ne nous a pas permis d’identifier de nouvelles protéines liant l’ADN méthylé et l’approche génétique par phage display a révélé deux protéines intéressantes, CHD3 et HMGB1 qui doivent désormais être validées par des approches in vivo et in vitro.Par ailleurs, nous avons entrepris l’étude de la régulation des éléments répétés par la protéine Zbtb4 chez la souris. Les expériences préliminaires indiquent une possible régulation des satellites mineurs par Zbtb4. Le rôle de cette régulation sera, par la suite, approfondi.
Origine : Version validée par le jury (STAR)
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