Epigenetic reorganization during spermiogenesis
Réorganisation de l'épigénome associé à la spermiogénèse
Résumé
Each spermatozoon not only transmits the paternal genome, but also epigenetic information, closely related to the genome structural organization, or “epigenome”. Despite its crucial involvement in embryonic development, epigenome reprogramming during germ cells post-meiotic differentiation, or spermiogenesis, is a very poorly known process. It involves a global chromatin restructuration, characterized by extraction of most histones and their replacement by sperm-specific proteins.
Based on the study of post meiotic cells, this work shows an original dialogue between post-translational histone modifications, and the presence of new histone variants associated with pericentric heterochromatin. Epigenetic reprogramming of imprinting control regions is also analyzed. Moreover, new functions have been attributed to several chaperones, mainly HSP70.2, Npm3 and NAP1L4, which are involved in chromatin incorporation of histone variants and basic proteins during the late steps of spermiogenesis.
Altogether, a coordinated action of several chromatin reorganization pathways leads to the setting of a new epigenome, which will be transmitted to the zygote.
Based on the study of post meiotic cells, this work shows an original dialogue between post-translational histone modifications, and the presence of new histone variants associated with pericentric heterochromatin. Epigenetic reprogramming of imprinting control regions is also analyzed. Moreover, new functions have been attributed to several chaperones, mainly HSP70.2, Npm3 and NAP1L4, which are involved in chromatin incorporation of histone variants and basic proteins during the late steps of spermiogenesis.
Altogether, a coordinated action of several chromatin reorganization pathways leads to the setting of a new epigenome, which will be transmitted to the zygote.
Chaque spermatozoïde transmet non seulement le génome paternel, mais également une information épigénétique, portée par l'organisation structurale du génome, ou épigénome. Malgré son importance lors du développement embryonnaire, peu de données décrivent l'épigénome transmis par le gamète mâle. Ce travail étudie la reprogrammation de l'épigénome lors de la différenciation post-méiotique des cellules germinales males, ou spermiogenèse. Ce processus implique une restructuration globale de la chromatine caractérisée par l'enlèvement de la majorité des histones, associées à l'ADN dans les cellules somatiques, et leur remplacement par des protéines nucléaires spécifiques du gamète male.
Ce travail met en évidence dans les cellules post-méiotiques, un dialogue original entre les modifications post-traductionnelles des histones et la présence de nouveaux variants d'histones associés à l'hétérochromatine péricentrique. La reprogrammation épigénétique des régions de contrôle de l'empreinte parentale a également été analysée. De plus, de nouvelles fonctions ont été mises en évidence pour plusieurs protéines chaperones, notamment HSP70.2, Npm3 et NAP1L4, qui seraient impliquées dans l'incorporation de variants d'histones ou de protéines basiques spécifiques lors des étapes tardives de la spermiogenèse.
Ainsi, l'action coordonnée de plusieurs voies de réorganisation de la chromatine participe à la mise en place de l'épigénome transmis par les spermatozoïdes.
Ce travail met en évidence dans les cellules post-méiotiques, un dialogue original entre les modifications post-traductionnelles des histones et la présence de nouveaux variants d'histones associés à l'hétérochromatine péricentrique. La reprogrammation épigénétique des régions de contrôle de l'empreinte parentale a également été analysée. De plus, de nouvelles fonctions ont été mises en évidence pour plusieurs protéines chaperones, notamment HSP70.2, Npm3 et NAP1L4, qui seraient impliquées dans l'incorporation de variants d'histones ou de protéines basiques spécifiques lors des étapes tardives de la spermiogenèse.
Ainsi, l'action coordonnée de plusieurs voies de réorganisation de la chromatine participe à la mise en place de l'épigénome transmis par les spermatozoïdes.