Functional characterization of the histone acetyltransferase GCN5 in the human ATAC and SAGA complexes

Caractérisation fonctionnelle de l'activité de l'histone acétyltransférase GCN5 au sein des complexes ATAC et SAGA chez l'homme

Anne Riss (1)

1 IGBMC - Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire

In order to initiate the transcription by the RNA polymerase II, chromatin needs to be modified by coactivators. Some of these coactivators are histone post-translational modifying complexes. GCN5 is a histone acetyltransferase enzyme (HAT), which can acetylate the histones. This enzyme is found in a multiproteic complex named SAGA. Recently, a second HAT complex containing GCN5 was discovered: ATAC, in drosophila. At the beginning of my thesis, the existence of such complex in human was not shown.My thesis objectives were then to identify and characterize an ATAC complex in human cells. In a first part, we purified and identified the composition in subunits of human ATAC. Then we studied the activity and specificity of ATAC on histone substrates, compared to SAGA. Next, we were wondering how the subunits of the two HAT complexes could play a role on the regulation of the activity of the enzyme GCN5, in order to understand the histone specificity of ATAC and SAGA.

Afin d’initier la transcription par l’ARN Polymérase II, la chromatine est modifiée par des coactivateurs, dont certains catalysent des modifications post-traductionnelles des queues des histones. La protéine GCN5 est une enzyme qui possède une activité histone acétyltransférase (HAT). Elle fait partie du complexe coactivateur SAGA, qui acétyle les histones H3. Or, il existe un second complexe HAT contenant GCN5 : le complexe ATAC, mis en évidence chez la drosophile. Chez l’homme en revanche, l’existence d’un tel complexe n’avait pas encore été démontrée au début de ma thèse.L’objectif de ma thèse a consisté tout d’abord en la purification et la caractérisation du complexe HAT ATAC chez l’homme. Puis, j’ai cherché à comprendre le fonctionnement et la spécificité d’action du complexe ATAC, par rapport au complexe SAGA.Dans une première partie, j’ai ainsi pu montrer que GCN5 fait partie d’un second complexe chez l’homme, le complexe ATAC. La composition en sous-unités du complexe ATAC a été déterminée et l’activité de ce dernier sur les histones étudiée. Nous avons pu démontrer que, comme hSAGA, hATAC acétyle les histones in vitro et in vivo, et préférentiellement la lysine 14 de l’histone H3. Chez les vertébrés, un paralogue de GCN5, PCAF peut se substituer à GCN5 dans les complexes ATAC ou SAGA.Par la suite, j’ai poursuivi la caractérisation de ces complexes HAT afin de comprendre le rôle des enzymes au sein des complexes et leurs fonctions. Pour cela, j’ai voulu comprendre le rôle des sous-unités, comment elles influencent l’activité de l’enzyme, et ainsi identifier les protéines qui permettent la spécificité de hATAC par rapport à hSAGA.

Mots clés: SAGA; Epigenetic; Chromatin; Histone acetylation; GCN5; ATAC

Mots clés: Acétylation; Histone; GCN5; ATAC; SAGA; Epigénétique; Chromatine

Domaines: Biochimie, Biologie Moléculaire

Anne Riss. Caractérisation fonctionnelle de l'activité de l'histone acétyltransférase GCN5 au sein des complexes ATAC et SAGA chez l'homme. Biochimie, Biologie Moléculaire. Université de Strasbourg, 2012. Français. ⟨NNT : 2012STRAJ048⟩. ⟨tel-00868785⟩