Dissertationen: „Méthylation intragénique de l'ADN“

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Yi, Jia. „The Role of Convergent Transcription in Regulating Alternative Splicing : Targeted Epigenetic Modification via Repurposed CRISPR/Cas9 System and Its Impact on Alternative Splicing Modulation“. Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2020. http://www.theses.fr/2020SORUS382.

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L'épissage alternatif de l'ARN précurseur est un processus co-transcriptionnel qui affecte la grande majorité des gènes humains et contribue à la diversité des protéines. Le dérèglement d'un tel processus est impliqué dans diverses maladies, y compris la tumorigènes. Cependant, les mécanismes qui régulent ces processus restaient à caractériser. Dans cette étude, nous avons montré que les perturbations de l'épissage alternatif étaient corrélées aux dérèglements de la transcription convergente et de la méthylation de l'ADN. Une transcription convergente peut être générée entre des paires de gènes voisins en en orientation opposée, ou entre des amplificateurs intragéniques et leur gène hôte. CENPO et ADCY3 ont été identifiés comme une paire de gènes de transcription convergentes. Nous avons constaté, dans un modèle de progression tumorale du cancer du sein, que le changement d'épissage de l'exon22 variant d'ADCY3 était corrélé à une augmentation de sa transcription qui allait contre celle de CENPO. En utilisant le système de répression ciblée de la transcription CRISPRi, nous avons démontré que l’inhibition de la transcription de CENPO ne pouvait pas inverser l'altération d'épissage alternatif d'ADCY3 dans les cellules cancéreuses (DCIS). Un activateur intragénique actif a été identifié dans l'intron16 du gène CD44, en aval de ses exons alternatifs. En utilisant le système d'activation ciblée de transcription CRISPRa, nous avons montré que l’augmentation de la transcription de CD44 ne pouvait pas modifier l'épissage alternatif de CD44 dans les cellules DCIS. Ces résultats suggèrent que la modification de transcription convergente par des changements d’activité des promoteurs ne permet pas d’altérer l'épissage alternatif de ADCY3 et CD44 dans les cellules DCIS. Cependant, en remplaçant l'amplificateur intragénique par un promoteur inductible, nous avons constaté que l'activation de la transcription intragénique augmentait le niveau d'inclusion de plusieurs exons alternatifs de CD44 dans les cellules HCT116. Ce résultat suggère que la transcription convergente local pourrait avoir un impact direct sur l'épissage alternatif de CD44. De plus, en utilisant le système de méthylation de l'ADN ciblée CRISPR/dCas9-DNMT3b, nous avons démontré que la méthylation de l'ADN au niveau des exons variants pouvait modifier l'épissage alternatif de CD44. Ce travail de thèse a également exploré les limites et la faisabilité de l'étude de l'épissage alternatif avec des outils moléculaires basés sur le système CRISPR
Alternative splicing of precursor RNA is a co-transcriptional process that affects the vast majority of human genes and contributes to protein diversity. Dysregulation of such process is implicated in various diseases, including tumorigenesis. However, the mechanisms regulating these processes were still to be characterized. In this study, we showed that perturbations of alternative splicing correlated with dysregulations of convergent transcription and DNA methylation. Convergent transcription could be generated between pairs of neighboring genes in opposite orientation, or between intragenic enhancers and their host gene. CENPO and ADCY3 was identified as a convergent transcription gene pair. We found, in a tumor progression model of breast cancer, that the splicing change of the ADCY3 variant exon22 correlated with an increase of its transcription that went against that of CENPO. By using targeted transcription repression system CRISPRi, we demonstrated that downregulating the transcription of CENPO could not reverse the alternative splicing alteration of ADCY3 in cancer cells (DCIS). An active intragenic enhancer was identified in the intron16 of CD44, at the downstream of its alternative exons. By using targeted transcription activation system CRISPRa, we showed that upregulating the transcription of CD44 could not alter the alternative splicing of CD44 in DCIS cells. These results suggest that convergent transcription modulation through changes of promoter activity does not alter the alternative splicing of ADCY3 and CD44 in DCIS cells. However, through replacing the intragenic enhancer by an inducible promoter, we found that intragenic transcription activation increased the inclusion level of several alternative exons of CD44 in HCT116 cells. This result suggested that local convergent transcription could have a direct impact on the alternative splicing of CD44. Furthermore, by using targeted DNA methylation system CRISPR/dCas9-DNMT3b, we showed that DNA methylation at variant exons could directly modify CD44 alternative splicing. This thesis work also explored the limitation and feasibility of studying alternative splicing with repurposed CRISPR systems

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Bender-Osmani, Ambre. „Méthylation de l'ADN et identité cellulaire : fonctions de la méthylation de l'ADN dans les lignages gamétiques et hématopoïétiques chez la souris“. Thesis, Strasbourg, 2017. http://www.theses.fr/2017STRAJ102.

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La méthylation de l’ADN est la marque épigénétique la plus connue. Elle consiste en l’ajout d’un groupement méthyle au niveau de la cytosine, produisant la 5-méthyl-cystosine (5mC). Cette réaction chimique est catalysée par des ADN méthyltransférases : DNMT1, DNMT3A et DNMT3B. Peu de choses sont connues concernant les changements de 5mC au cours des lignages cellulaires dans l’embryon et comment cette marque contribue à l’établissement ou au maintien de l’identité cellulaire. Nous avons cherché à mieux comprendre ces mécanismes en étudiant la 5mC dans deux lignages cellulaires : les cellules primordiales germinales (PGCs) et les cellules souches hématopoïétiques (HSCs). Nous avons généré les premiers méthylomes de ces cellules au cours de leur développement chez la souris. Chez les PGCs, nous avons mis en évidence l’existence de deux phases de reprogrammation de la 5mC. Une première phase entre E9,5 et E13,5, où le génome des PGCs se déméthyle et une phase de reméthylation entre E14,5 et E17,5, chez les gamètes mâles uniquement. Néanmoins, certaines régions, dont notamment les éléments transposables sont résistants à la vague de déméthylation. L’utilisation de souris conditionnellement, nous a permis de mettre en évidence l’implication des protéines DNMT1 et UHRF2 dans le maintien de la 5mC au niveau de ces séquences. Concernant les HSCs, nous avons mis en évidence qu’elles acquièrent un profil de 5mC qui leur est propre lors de deux phases. La première a lieu dès l’apparition des HSCs dans l’organisme tandis que l’acquisition de la signature hématopoïétique définitive se déroule à l’âge adulte dans la moelle osseuse. L’utilisation de souris conditionnelles, nous a permis de mettre en exergue l’implication de DNMT3A et DNMT3B dans la mise en place de ces profils, avec un rôle prépondérant de DNMT3B lors de la phase d’acquisition précoce et de DNMT3A lors du verrouillage de leur profil de 5mC
The methylation of DNA is a well-known epigenetic mark. It consists in adding a methyl group to a cytosine producing the 5-methylcytosine (5mC). This is catalysed by the DNA methyltransferase (DNMT) family: DNMT1, DNMT3A and DNMT3B. Little is known about the changes in DNA methylation that follow lineage decisions in the embryo and how these contribute, establish or maintain cellular identities. We are addressing these questions using as a model the specification of mouse primordial germ cells (PGCs) and mouse hematopoietic stem cells (HSCs) in the mouse embryo. We generate the first genome-wide maps of 5mC during their development. These maps highlight two waves of DNA methylation in PGCs. The first one takes place between E9,5 and E13,5, where the genome demethylates while the second one corresponds to a remethylation phase only in male PGCs between E14,5 and E17,5. Nevertheless, some regions, notably the transposable elements, are resistant to this demethylation wave. We demonstrate the implication of DNMT1 and UHRF2 in maintaining the 5mC on these regions using transgenic mice presenting specific deletion in PGCs. In HSCs, the 5mC maps highlight two wave of DNA methylation. The first one correlates with the first appearance of the HSCs in early embryos while the second one corresponds to their migration to the bone marrow and seems to act as a definitive lock for their hematopoietic identity. Using transgenic mice presenting specific deletions in HSCs, we prove the implication of DNMT3A and DNMT3B in hematopoietic stem cells, with a major role in locking HSC identity of DNMT3B during the first wave and a DNMT3A during the second one respectively

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Filion, Guillaume. „Caractérisation fonctionnelle d'un répresseur transcriptionnel spécifique de l'ADN méthylé“. Paris 11, 2007. http://www.theses.fr/2007PA112337.

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Delpu, Yannick. „Méthylation de l'ADN et expression des microARNs dans la carcinogénèse pancréatique“. Toulouse 3, 2013. http://thesesups.ups-tlse.fr/2128/.

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Le cancer du pancréas est la quatrième cause de décès par cancer dans les pays occidentaux. Ce cancer implique des changements dans les profils de méthylation de l'ADN ainsi que la surexpression des enzymes responsables de sa mise en place : les méthyltransférases de l'ADN. Cependant, le rôle exact joué par ces protéines dans la carcinogénèse restent à être prouvés. Nous avons d'abord cherché à déterminer l'évolution des profils de méthylation de l'ADN à travers l'étude de l'expression d'un microARN particulier : miR-148a. Nous avons confirmé la répression de miR-148a par la hyperméthylation dans plusieurs lignées cellulaires dérivées de cancer du pancréas ainsi que dans des échantillons de tumeurs humaines, et nous avons montré l'utilité de cette marque pour le diagnostic différentiel entre cancer du pancréas et pancréatite chronique. Nous avons de plus évalué le potentiel thérapeutique de miR-148a par transfert de gènes in vitro et in vivo. Nous n'avons observé aucun changement significatif dans le comportement des cellules/tumeurs surexprimant miR-148a. Ceci indique que sa répression est une altération mineure accompagnant la cancérogenèse plutôt qu'un phénomène crucial du développement tumoral. Nous avons enfin élargi notre étude pour déterminer si la seule surexpression de méthyltransférases de l'ADN est capable de transformer des cellules pancréatiques normales. Nous avons observé que la surexpression stable de ces protéines affecte considérablement le comportement des cellules in vitro, ainsi que leur profil de méthylation et d'expression génique. Ces résultats suggèrent fortement que la méthylation de l'ADN facilite la carcinogénèse, mais n'est pas suffisante pour déclencher la formation de tumeurs. Ces travaux contribuent à une meilleure compréhension de la carcinogénèse pancréatique, du rôle joué par la méthylation de l'ADN, et ouvrent de nouveaux horizons concernant le rôle potentiellement oncogène de la méthylation de l'ADN
Pancreatic cancer is the fourth leading cause of cancer death in Western countries. This cancer involves changes in DNA methylation patterns and overexpression of enzymes responsible for its implementation : the DNA methyltransferases. However, the exact role of these proteins in carcinogenesis remains to be proven. We first aimed to determine the changing in the DNA methylation pattern through the study of the expression of a specific microRNA : miR- 148a. We confirmed the repression of miR- 148a by DNA hypermethylation in several cell lines derived from pancreatic cancer as well as in human tumor samples, and we shown the usefulness of this mark in the differential diagnosis between pancreatic cancer and chronic pancreatitis. We also evaluated the therapeutic potential of miR- 148a gene transfer in vitro and in vivo. We observed no significant changes in the behavior of cells / tumors overexpressing miR- 148a. This indicates that its repression is a minor alteration accompanying carcinogenesis rather than a crucial phenomenon of tumor development. Finally, we extended our study to determine whether the single overexpression of DNA methyltransferases can transform normal pancreatic cells. We observed that the stable overexpression of these proteins significantly affects the behavior of cells in vitro, their methylation patterns and gene expression. These results strongly suggest that DNA methylation facilitates carcinogenesis, but is not sufficient to trigger the formation of tumors. This work contributes to a better understanding of pancreatic carcinogenesis, the role of DNA methylation and open new horizons for the potential oncogenic role of DNA methylation

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Caillet, Nina. „Rôle de la méthylation de l'ADN et des microARN dans les lymphomes T anaplasiques à grandes cellules ALK positifs“. Thesis, Toulouse 3, 2019. http://www.theses.fr/2019TOU30139.

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Le lymphome anaplasique à grandes cellules (LAGC) est le lymphome T pédiatrique le plus fréquent. Majoritairement de phénotype CD4, il exprime,dans environ 80% des cas, la tyrosine kinase oncogénique NPM-ALK. A partir d'un séquençage à haut débit de cellules humaines de LAGC NPM-ALK(+) traitées par la décitabine, ou transfectées avec un siARN anti-ALK, j'ai montré que NPM-ALK, STAT3 et l'ADN méthyltransferase(DNMT1), induisent l'hyperméthylation du gène MIR125. In vitro, l'inhibition de l'ADN topoisomérase II par la doxorubicine empêche la fixation de la DNMT1 sur le promoteur du gène MIR125B et induit son expression. En utilisant une approche par purification de microARN-biotinylé l'ARNm BAK1 a été identifié comme cible de miR125b. Chez les patients,miR125b et la protéine pro-apoptotique BAK1 sont associés à une rechute après chimiothérapie. Parallèlement, j'ai généré des modèles cellulaires de LAGC NPM-ALK(+) à partir de lymphocytes T CD4 humains (CD4/NPM-ALK(+)). Une analyse intégrant des données de méthylome, et de transcriptome,a montré que les CD4/NPM-ALK(+) et les patients LAGC NPM-ALK(+)présentent des profils semblables, proches des précurseurs thymiques et éloignés de celuides lymphocytes CD4 normaux. L'analyse préliminaire du miRNome suggère également que les CD4/NPM-ALK(+)) sont différents des lymphocytes CD4 normaux. De plus, mes données mettent en avant une diminution d'expression, par méthylation de l'ADN, de facteurs de transcription essentiels à la différenciation des précurseurs thymiques. Une augmentation de facteurs de transcription de pluripotence est également observée. Defaçoncohérente, j'aiobservé une corrélation entre l'hypométhylation du promoteur du gène EPAS1 et la surexpression de la protéine HIF2a, connue pour affecter la différenciation et la survie des précurseurs hématopoïétiques. Le potentiel thérapeutique des antagonistes de HIF2a en tant que traitement potentiel des LAGCest proposé.En conclusion,nous suggérons queNPM-ALK via la méthylation de l'ADN i) peut réprimer l'expression de microARN impliqué dans la résistance à la chimiothérapie etii) que dans les lymphocytes T périphériques matures il pourrait restaurer des caractéristiques analogues à un progéniteur thymique
Anaplastic Large Cell Lymphoma (ALCL) is the most common pediatric T lymphoma. Mostly CD4(+), in about 80% of cases ALCL expresses the oncogenic tyrosine kinase NPM-ALK. Using a high-throughput sequencing of human NPM-ALK(+) ALCL treated with decitabine, or transfected with siRNA against ALK, I have shown that NPM-ALK, STAT3, and methyltransferase DNA 1 (DNMT1), induce hypermethylation of the MIR125 genes. In vitro, inhibition of topoisomerase II activity by doxorubicin inhibits the fixation of DNMT1 at the MIR125B gene promoter. Using microRNA-biotinyled purification we identified BAK1 mRNA as target of miR125b. In primary ALCL, miR125b and the pro-apoptotic protein BAK1 were correlated with relapse risk after chemotherapy. Moreover, I developed cellular NPM-ALK(+) ALCLmodels by transduced human CD4 lymphocytes (CD4/NPM-ALK(+)). Integrative analysis of methylome and transcriptome showed that CD4/NPM-ALK(+) and primary NPM-ALK(+) ALCLhave similar profile, close to thymic precursors but different to normal CD4 lymphocytes. Preliminary miRNome analysis also suggests that CD4/NPM-ALK (+) are different from normal CD4 cells. In addition, we observed a expression decrease by DNA methylation of transcription factors essential to the differentiation of T precursors. An increase of expression of pluripotency transcription factors is also observed. Coherent way, we noted a correlation between the hypomethylation of the EPAS1 gene promoter and the overexpression of the HIF2a protein which affects the differentiation and survival of hematopoietic precursors. We have highlighted the therapeutic potential of HIF2a antagonists as potential treatments. Altogether, our findings suggest that NPM-ALK through DNA methylation i) represses expression of microRNA implicated in chemotherapy resistanceand ii) could restore progenitor-like features in mature peripheral T-cells in keeping with a thymic progenitor-like pattern

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Greiner, Vanille. „Epigénétique et méthylation de l'ADN : étude des mécanismes d'interaction du domaine SRA de UHRF1 avec l'ADN hémi-méthylé“. Thesis, Strasbourg, 2012. http://www.theses.fr/2012STRAJ107/document.

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La protéine UHRF1 est impliquée dans le maintien et la transmission des modifications épigénétiques. Lors du processus de réplication, elle recrute la méthyltransférase de l’ADN Dnmt1 au niveau des sites CpG hémi-méthylés via son domaine SRA (SET and RING Associated), favorisant la duplication des profils de méthylation. La structure tridimensionnelle du complexe SRA/ADN révèle que la protéine induit un basculement de la méthylcytosine qui permet un ancrage spécifique de la protéine sur les sites hémim éthylés, facilitant le recrutement de la Dnmt1 au niveau de ces positions stratégiques. Dans ce contexte, notre projet vise à comprendre les mécanismes d’interaction du domaine SRA de UHRF1 avec l’ADN hémi-méthylé. Des oligonucléotides doubles brins ont été marqués à la 2-aminopurine, un analogue nucléosidique fluorescent sensible à l’environnement, à différentes positions au voisinage d’un unique site de reconnaissance CpG hémi-méthylé. Les mesures de spectroscopie de fluorescence à l’état stationnaire et résolues en temps de ces duplexes liés au domaine SRA nous ont permis de caractériser de manière site spécifique les changements conformationnels induits par la liaison du domaine SRA. En accord avec la structure tridimensionnelle du complexe SRA/ADN, nos données suggèrent que le domaine SRA est capable de basculer la méthylcytosine tout en préservant la structure des autres bases dans le duplexe. Le domaine SRA semble se lier selon le même mécanisme aux duplexes hémi-méthylés, bi-méthylés et non-méthylés. La protéine UHRF1 jouerait ainsi un rôle de “lecteur“ capable de scanner la séquence d’ADN à la recherche de sites hémi-méthylés
The UHRF1 protein plays a key role in the maintenance and transmission of epigenetic modifications. Duringthe replication process, it recruits the DNA methyltransferase Dnmt1 to hemi-methylated CpG sites via itsSRA (SET and RING Associated) domain, promoting the duplication of the methylation profiles. Thetridimensional structure of the SRA/DNA complex revealed that the protein induces a base-flipping of themethylcytosine that enables a specific anchoring of the protein to hemi-methylated sites facilitating therecruitment of Dnmt1 to this strategic position. In this context, our project was aimed to further understand themechanism of interaction of the SRA domain with hemi-methylated DNA. To this end, oligonucleotideduplexes were labeled by 2-aminopurine, a fluorescent nucleoside analogue sensitive to environment, atvarious positions close to the single hemi-methylated CpG recognition site. Steady-state and time-resolvedfluorescence spectroscopy measurements of these duplexes bound to the SRA domain enabled us to sitespecificallycharacterize the conformational changes induced by the binding of this domain. In agreement withthe tridimensional structure of the SRA/DNA complex, our data suggest that the SRA domain is able to flip themethylcytosine while preserving the structure of the surrounding bases in the duplex. The SRA domain wasshown to bind with the same mechanism to hemi-methylated, fully-methylated and non-methylated duplexes.Our data suggest the UHRF1 protein plays a role of “reader” that scans the DNA sequence for hemimethylatedsites

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Bosviel, Rémy. „Méthylation de l'ADN, phyto-oestrogènes et cancer du sein et de l'ovaire“. Thesis, Clermont-Ferrand 1, 2011. http://www.theses.fr/2011CLF1MM21/document.

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Le cancer du sein est le cancer le plus fréquent et la première cause de mortalité par cancer chez la femme dans le monde [1]. De nombreux facteurs participent au développement de cette maladie et les gènes BRCA1 et BRCA2 sont particulièrement impliqués. En effet, des mutations dans ces deux oncosuppresseurs sont responsables de 5 à 10% des cancers du sein héréditaires [2]. De plus, une baisse de leur expression est retrouvée dans un grand nombre de cancers du sein sporadiques [3]. Les mutations héréditaires des gènes BRCA1 et BRCA2 sont également à l’origine de cancers de l’ovaire [4]. Ce cancer est beaucoup moins fréquent que le cancer du sein, mais il est associé à un mauvais pronostic. En plus de ces facteurs génétiques, des facteurs hormonaux semblent également intervenir dans les processus de carcinogenèse mammaire et ovarienne, mais aussi des facteurs environnementaux et plus particulièrement l’alimentation. En effet, la consommation de soja, fréquente dans certaines régions de l’Asie serait responsable d’une diminution du risque de développer un cancer du sein dans les pays Asiatiques par rapport aux pays Occidentaux. Ce sont les phyto-oestrogènes contenus dans le soja qui agiraient, grâce à leur similarité de structure avec le 17-β-oestradiol de la femme [5]. Les phyto-oestrogènes du soja pourraient également agir sur le développement du cancer de l’ovaire puisque celui-ci est un cancer oestrogéno-dépendant, comme le cancer du sein. L’équipe Nutrition et Cancer du Département d’Oncogénétique du Centre Jean Perrin étudie les effets potentiellement préventifs des phyto-oestrogènes du soja dans le processus de cancérogenèse. Une première étude, menée au sein de l’équipe, a montré que l’expression des gènes BRCA1 et BRCA2 dans la glande mammaire pouvait être modulée par la consommation de soja chez des rates ovariectomisées [6]. Aussi, des études transcriptomiques, ont montré que les conséquences de l’inactivation des oncosuppresseurs BRCA1 et BRCA2 par l’utilisation d’un petit ARN interférent dans les cellules mammaires pouvaient être contrées par un traitement avec les phyto-oestrogènes du soja [7, 8]. Suite à l’émergence de travaux montrant des effets des phyto-oestrogènes du soja sur la méthylation de l’ADN, et la présence de méthylation dans le promoteur des gènes BRCA1 et BRCA2 dans les cancers sporadiques du sein, nous avons voulu voir si les phyto-oestrogènes du soja pourraient agir directement sur la méthylation de ces deux oncosuppresseurs, que nous avons au préalable mis en évidence dans les cancers du sein et de l’ovaire
Breast cancer is the most common cancer and the leading cause of cancer death among women worldwide [1]. Many factors contribute to the development of this disease and the BRCA1 and BRCA2 genes are particularly involved. Indeed, mutations in these two oncosuppressors are responsible for 5 to 10% of hereditary breast cancers [2]. In addition, a decrease in their expression is found in a large number of sporadic breast cancers [3]. Hereditary mutations of the BRCA1 and BRCA2 genes are also at the origin of ovarian cancers [4]. This cancer is much less common than breast cancer, but it is associated with a poor prognosis. In addition to these genetic factors, hormonal factors also seem to be involved in the processes of breast and ovarian carcinogenesis, but also environmental factors and more particularly food. Soybean consumption, which is common in some parts of Asia, is thought to reduce the risk of developing breast cancer in Asian countries compared to Western countries. It is the phytoestrogens contained in soy that act, thanks to their similarity of structure with the 17-β-estradiol of the woman [5]. Soy phytoestrogens may also affect the development of ovarian cancer since it is an estrogen-dependent cancer, such as breast cancer. The Nutrition and Cancer team of the Department of Oncogenetics at the Jean Perrin Center is studying the potentially preventative effects of soy phytoestrogens in the carcinogenesis process. A first study, conducted within the team, showed that the expression of BRCA1 and BRCA2 genes in the mammary gland could be modulated by the consumption of soy in ovariectomized rats [6]. Also, transcriptomic studies have shown that the consequences of the inactivation of BRCA1 and BRCA2 oncosuppressors by the use of a small interfering RNA in mammary cells could be countered by treatment with soy phytoestrogens [7, 8]. Following the emergence of studies showing the effects of soy phytoestrogens on DNA methylation, and the presence of methylation in the BRCA1 and BRCA2 gene promoter in sporadic breast cancers, we wanted to see if the soy phytoestrogens could directly affect the methylation of these two oncosuppressors, which we have previously identified in breast and ovarian cancers

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Menon, Yoann. „Etude des effets pharmacologiques d'inhibiteurs non nucléosidiques de la méthylation de l'ADN“. Thesis, Toulouse 3, 2016. http://www.theses.fr/2016TOU30004/document.

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Les modifications épigénétiques participent au contrôle de l'expression génique. Il a été montré que la méthylation des désoxycytidines (dC) de l'ADN joue un rôle clé dans la régulation épigénétique chez les mammifères. Cette modification correspond à la marque épigénétique la plus stable. Elle a lieu sur des résidus CpG regroupés en ilôts, essentiellement situés au niveau des séquences promotrices, des séquences répétées et des séquences encadrants les ilôtsCpG. L'hyperméthylation des promoteurs induit une inhibition de l'expression des gènes, tandis qu'une hypométhylation est associée à une expression. Les enzymes responsables de la méthylation de l'ADN sont les méthyltransférases d'ADN (DNMTs). Deux familles de DNMTscatalytiquement actives ont été identifiées: on distingue la DNMT1, principalement responsable de la maintenance de la méthylation de l'ADN lors de la réplication, et les DNMT3A et 3B, qui sont responsables d'une méthylation de l'ADN dite de novo. L'altération des profils de méthylation de l'ADN conduit à diverses maladies telles que le cancer. Les cellules cancéreuses présentent souvent un profil de méthylation de l'ADN différent des cellules saines, on observe en particulier une hyperméthylation spécifique des gènes dits suppresseurs de tumeur. Une restauration de leur expression par l'inhibition de la méthylation de l'ADN représente ainsi une stratégie thérapeutique attrayante. Plusieurs inhibiteurs de DNMTs ont été décrits et deux analogues de nucléosides sont approuvés par la FDA pour traiter certaines leucémies: la 5-azacytidine (VidazaTM) et la 5-azadeoxycytidine (Dacogene(r)). Notre laboratoire développe depuis plusieurs années de nouveaux inhibiteurs non nucléosidiques de DNMTs qui ciblent leur site catalytique. J'ai étudié ici les effets pharmacologiques de ces inhibiteurs catalytiques des DNMTs, en utilisant plusieurs lignées cellulaires cancéreuses (issues d'une leucémie, d'un lymphome et d'un cancer du côlon). J'ai utilisé pour cela différentes technologies permettant d'analyser la méthylation de l'ADN, l'accessibilité de la chromatine, les modifications des histones et l'expression des gènes. Ces nouvelles thérapies épigénétiques visent à la reprogrammation des cellules cancéreuses, c'est pourquoi j'ai exploré les modifications à long terme induites par ces nouveaux composés. Nous avons montré que ces composés sont des inhibiteurs puissants de DNMT3A et qu'ils sont capables d'induire l'expression d'un gène raporteur (la luciférase) sous le contrôle du promoteur CMV, par une déméthylation de ce promoteur et une ouverture de la chromatine. Enfin, ces nouveaux inhibiteurs de DNMTs déméthylent la région promotrice de gènes suppresseurs de tumeurs et induisent leur ré-expression
Epigenetic modifications participate to the control of gene expression. Methylation of deoxycytidines (dC) in the DNA was shown to play a key role in epigenetic regulation in mammals. It is the most stable epigenetic mark and occurs at CpG sites, which are grouped in islands and essentially located in promoters, repeated sequences and CpG island shores. Hypermethylation of promoters induces gene silencing while hypomethylation is associated to gene expression. Enzymes responsible for DNA methylation are the DNA methyltransferases (DNMTs). Two families of catalyticallyactive DNMTs have been identified: DNMT1, mainly responsible for DNA methylation maintenance during replication; and DNMT3A and 3B that perform de novo DNA methylation and support maintenance. Alteration of DNA methylation patterns lead to various diseases such as cancer. Cancerous cells often present aberrant DNA methylation, in particular a specific hypermethylation of tumor suppressor genes is observed. Restoring their expression by inhibition of DNA methylation represents an attractive therapeutic strategy. Several DNMTs inhibitors have been described. Two nucleoside analogs are FDA approved to treat leukemia: 5-azacytidine (VidazaTM) and 5-azadeoxycytidine (Dacogene(r)). Our laboratory develops since several years new inhibitors of DNMT, non-nucleoside analogs, targeting the catalytic site. Here, I studied the pharmacological effects of these DNMTs catalytic inhibitors using several cancer cell lines (leukemia, lymphoma and colon cancer) and different technologies to follow DNA methylation, chromatin accessibility, histone modifications and gene expression. Since epigenetic therapies aim at the reprogramming of cancer cells, I explored the long-term modifications induced by the compounds. We show that these novel compounds are potent inhibitors of DNMT3A and able to induce the expression of a reporter gene (luciferase) under the control of a methylated CMV promoter by demethylation of the promoter and opening of the chromatin. Finally, these new DNMTs inhibitors demethylate the promoter region of tumor suppressor genes and induce their re-expression

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Auclair, Ghislain. „Identification de cibles et régulateurs de la méthylation de l'ADN chez la souris“. Thesis, Strasbourg, 2015. http://www.theses.fr/2015STRAJ061.

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La méthylation de l’ADN est une modification épigénétique qui prend place durant le développement embryonnaire sur le génome des Mammifères. Durant ma thèse, j’ai déterminé les cinétiques de mise en place de la méthylation de l’ADN sur le génome murin au cours de l’embryogénèse précoce. J’ai identifié les rôles spécifiques et redondants des ADN méthyltransférases DNMT3a et DNMT3b dans ce processus. J’ai également étudié le rôle de deux facteurs dans la mise en place de la méthylation de l’ADN dans l’embryon. Premièrement, j’ai déterminé que l’enzyme G9a joue un rôle essentiel pour la répression et le recrutement de la méthylation de l’ADN à des sites spécifiques du génome, incluant en particulier des promoteurs à ilots CpG de gènes méiotiques. Deuxièmement, l’étude du facteur E2F6 m’a permis de montrer que cette protéine est elle aussi impliquée dans le recrutement de la méthylation de l’ADN, et ce à des promoteurs de gènes méiotiques distincts de ceux régulés par G9a
DNA methylation is an epigenetic modification which is established during embryonic development on the mammalian genome. In my thesis, I determined the kinetics of DNA methylation acquisition on the mouse genome during early embryogenesis, and determined the specific and redundant roles of the DNA methyltransferases DNMT3a and DNMT3b in this process. I also studied the roles of two factors involved in setting up DNA methylation in embryos. First, I determined that the G9a enzyme plays an essential role for the in vivo repression and DNA methylation of specific genomic sites, including in particular the CpG island promoters of germline genes. Second, the study of the E2F6 factor allowed me to show that this protein is also involved in recruiting DNA methylation at a set of germline gene promoters than are distinct from those regulated by G9a

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Payelleville, Amaury. „Etude de la méthylation de l'ADN chez la bactérie pathogène d'insectes Photorhabdus luminescens“. Thesis, Montpellier, 2018. http://www.theses.fr/2018MONTG063/document.

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Photorhabdus luminescens est une entérobactérie retrouvée en symbiose avec les nématodes du genre Heterorhabditis. Dans les sols, ce complexe némato-bactérien est pathogène d’insectes ravageurs et est utilisé en contrôle biologique. Le nématode pénètre dans l’insecte et libère la bactérie dans l’hémolymphe. Photorhabdus va ensuite se multiplier et secréter divers facteurs de virulence comme des toxines. L’insecte meurt de septicémie puis le nématode et la bactérie vont se nourrir du cadavre. Une fois les ressources épuisées, le complexe némato-bactérien va se reformer et sortir du cadavre à la recherche d’une nouvelle cible. Plusieurs exemples d’hétérogénéité phénotypique ont été décrits chez cette bactérie amenant chacun à la présence de sous-populations dans une culture bactérienne. Cette hétérogénéité phénotypique peut-être causée par des mécanismes épigénétiques et plus précisément par la méthylation de l’ADN. Chez les entérobactéries, la méthyltransférase Dam est très conservée. Elle méthyle les adénines des sites GATC et est impliquée dans la réparation des erreurs lors de la réplication de l’ADN, la régulation du cycle cellulaire mais aussi la régulation de divers gènes. Cette méthyltransférase est en compétition avec certain régulateurs transcriptionnel. Selon qui de la méthyltransférase ou du régulateur se fixera en premier, le gène sera ou non exprimé donnant naissance à deux sous-populations. Cette thèse a pour objectif de mettre en évidence les rôles de la méthyltransférase Dam chez Photorhabdus luminescens. Dans un premier temps, j’ai montré que la surexpression de Dam (Dam+) amène une diminution de la mobilité et du pouvoir pathogène de la bactérie mais à l’inverse augmente sa capacité à former des biofilms. Une analyse transcriptomique (RNAseq) a montré des différentiels d’expression de certains gènes impliqués dans les phénotypes observés. En recombinant la souche de Photorhabdus Dam+ avec les nématodes hôtes, l’effet sur la pathogénicité a été augmenté en comparaison des résultats après injection de la bactérie seule. L’établissement de la symbiose némato-bactérienne avec cette souche Dam+ n’est pas significativement impacté par rapport à la souche sauvage. Enfin l’analyse du méthylome (détection de tous les sites méthylés sur le génome grâce à la technique SMRT) de Photorhabdus dans diverses phases de croissance nous a permis de déterminer que la méthylation par Dam semble être stable aux différents temps de la croissance bactérienne testés chez Photorhabdus. Le méthylome de la souche Dam+ a confirmé l’hypothèse que cette surexpression augmentait le taux de méthylation des sites GATC sur le génome. La comparaison combinée entre le RNAseq et les sites GATC différentiellement méthylés entre la souche contrôle et Dam+ a mis en évidence certains gènes candidats ressortant de ces deux analyses. En effet, certains gènes sont différentiellement exprimés dans les deux souches et ont un différentiel de méthylation au niveau de sites GATC dans leur région promotrice, l’étude détaillée de leur régulation par la méthylation fait maintenant partie des perspectives et permettront peut-être d’expliquer une partie des phénotypes observés chez Photorhabdus luminescens
Photorhabdus luminescens is an Enterobacteriaceae found in soils in symbiosis with a nematode from the genus Heterorhabditis. This nemato-bacterial complex is highly pathogenic against insect pest crops and so used in biocontrol. The nematode enters into the insect and releases Photorhabdus in the hemolymph of the insect. Photorhabdus multiplies and produces diverse virulence factors as toxins. Insect die from septicemia and both nematodes and bacteria feed on the nutrients in the cadaver. Once nutrients are lacking, the nematodes and the bacteria reassociate and exit from the cadaver to find new insects to infect. Photorhabdus is switching between pathogenic and symbiotic state. This bacterium displays phenotypic heterogeneity as we observe subpopulations coexisting in a same bacterial culture. Phenotypic heterogeneity can be explained by epigenetic mechanisms such as DNA methylation. In Enterobacteriaceae, Dam methyltransferase is broadly distributed. It methylates the adenine of GATC sites. Dam is involved in post-replicative mismatch repair, cell-cycle regulation and also gene transcription regulation. This methyltransferase can be in competition with some transcriptional regulators. Depending on which will bind first on the promoter region, gene will be expressed or not, leading to the rise of two subpopulations. This thesis aims to understand roles of Dam in Photorhabdus luminescens. Overexpression of the methyltransferase leads to a decrease in motility and pathogenicity of Photorhabdus Dam+ strain whereas it increases biofilms formation. A transcriptomic analysis (RNAseq) revealed differential expression of genes involved in the observed phenotypes. Symbiosis establishment does not seem to be strongly impacted in Dam+ strain as the only difference observed when compared to the nematode associated with the control strain is the same as with bacteria alone (a delayed virulence). A methylome analysis was also done (screening of all methylated sites in the genome using SMRT sequencing) in several growth conditions which revealed that DNA methylation is stable over growth kinetics. Dam+ strain methylome analysis confirmed the hypothesis that Dam overexpression increases GATC methylation over the genome. Comparative analysis of methylome and RNAseq experiments between control and Dam+ strains highlighted several common genes. In fact, some genes are differentially expressed between both strains and also have GATC sites differentially methylated in their promoter region. Their transcription regulation by methylation is a future aim and may give some explanation for a part of the phenotypes observed in Photorhabdus luminescens

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Pagès, Michel. „Structure de l'ADN satellite I du veau : méthylation et organisation de la chromatine“. Montpellier 2, 1986. http://www.theses.fr/1986MON20005.

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Habib, Mohammed. „Nucléosides modifiés dans les cellules tumorales : étude immunochimique de la méthylation de l'ADN“. Lyon 1, 1999. http://www.theses.fr/1999LYO1T180.

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Lambert, Simon. „Analyse des profils de méthylation de l'ADN des spermatozoïdes de taureaux péri-pubères“. Master's thesis, Université Laval, 2017. http://hdl.handle.net/20.500.11794/27612.

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L'industrie bovine est un secteur de grande importance au Canada. En effet, à elle seule l'industrie laitière canadienne représentait un chiffre d'affaires de 15.7 milliards de dollars pour l'année 2013 (commission canadienne du lait). L'industrie laitière canadienne est reconnue pour la qualité génétique supérieure de son cheptel bovin, de même que pour ses programmes génétiques laitiers (c'est à dire les programmes de contrôle laitier et les programmes d'enregistrement du bétail laitier et de la classification pour le type). Le Canada détient 41 % du marché mondial d'exportation (2008) de bovins reproducteurs de race pure et d'embryons. La race holstein est la race laitière la plus importante (92 % du cheptel laitier). Les semences de bovins laitiers canadiens ont été exportées vers 84 pays différents principalement vers les États-Unis, les Pays-Bas, le Japon et l'Espagne. Le Canada est à l'avant-garde des nouvelles technologies en matière de génétique laitière. Grâce au génotypage, les généticiens peuvent déterminer le profil d'ADN d'un animal et produisent actuellement des évaluations génomiques pour plus de 60 caractères différents. Depuis août 2009, le Réseau laitier canadien (RLC) publie des évaluations génomiques qui combinent la valeur génomique directe (VGD) d'un animal avec son évaluation génétique traditionnelle. Pour rester compétitif, le Canada doit rester à l'affut des nouvelles technologies qui permettent de discerner les meilleurs animaux reproducteurs. La demande grandissante pour des animaux de qualité pousse l'industrie à utiliser les animaux de plus en plus jeunes. Il est reconnu que la qualité des gamètes des mâles âgés de moins de 16 mois est inférieure à celle des animaux matures. À ce jour il n'est pas clair si l'utilisation de gamètes immatures peut avoir un impact sur le phénotype des animaux issus de ces gamètes. La génétique permet de donner une information clé qu'an au potentiel reproducteur d'un animal et le génome d'un animal ne varie pas avec l'âge, toutefois il est possible que l'information épigénétique transmise par un gamète imparfait ait un impact négatif sur la descendance. L'étude des patrons épigénétique ainsi que le développement de méthode fiable pour récolter ces informations s'impose. Le réseau embryoGENE a développé une plateforme d'analyse épigénétique permettant d'établir un profil de méthylation de l'ADN à la grandeur du génome. Une lame de micro array comportant plus de 420 000 sondes combinées à une plateforme de bio-informatique permet une résolution sans précédent de l'épigénome bovin. Afin de déterminer si le méthylome des gamètes d'un animal évolue avec le temps. Quatre taureaux ont été récoltés alors qu'ils étaient âgés de 10, 12 et 16 mois. Les échantillons récoltés à 10 et 12 mois ont été comparés à l'échantillon mature (16 mois) afin de déterminer si les profils de méthylation ont varié dans le temps. Un total de 2604 sites différentiellement méthylés ont été détectés entre les échantillons de 10 mois à ceux de 16 mois. Cela démontre que les spermatozoïdes provenant de taureaux âgés de 10 mois n'ont pas un profil mature. Aucune différence significative au niveau des méthylations n'a pu être détectée lorsque l'on compare les échantillons de 12 mois à ceux de 16 mois. L'importance de ces différences pour l'embryon est méconnue. Il est toutefois connu que des altérations dans les marques épigénétiques portées par l'embryon soient à la source de plusieurs pathologies ou défauts embryonnaires. Il est raisonnable de soupçonner que l'utilisation de sperme immature puisse représenter un risque potentiel pour l'embryon.

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Dahlet, Thomas. „Méthylation de l'ADN : fonctions et ciblage au cours du développement chez la souris“. Thesis, Strasbourg, 2019. http://www.theses.fr/2019STRAJ075.

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La méthylation des cytosines est une modification épigénétique catalysée par la famille des ADN méthyltransférases (DNMTs). C’est une marque répressive lorsqu’elle est adressée sur les îlots CpG des promoteurs de gènes. Le développement embryonnaire murin est caractérisé par une reprogrammation de la méthylation de l’ADN qui est critique pour le développement de l’embryon. Cependant, la contribution des différentes DNMTs dans la méthylation du génome ainsi que les mécanismes qui ciblent la méthylation de l'ADN vers certains gènes durant le développement embryonnaires sont mal connus. En combinant des approches de cartographie génomique avec des lignées génétiquement modifiées de souris, mes travaux de Thèse ont permis de clarifier la contribution des différentes DNMTs dans la méthylation du génome dans l’embryon : DNMT3A et DNMT3B sont strictement impliqués dans la méthylation de novo, et DNMT1 est strictement impliqué dans son maintien au cours des divisions cellulaires. De plus, l’analyse d’embryons globalement déméthylés a révélé de nombreuses fonctions de la méthylation de l’ADN dans le maintien de l'intégrité transcriptomique de l'embryon en réprimant des gènes gamétiques, des gènes du développement, des promoteurs cryptiques ainsi qu’un large panel de transposons. Dans un deuxième temps, j’ai étudié le rôle du facteur de transcription E2F6 dans le ciblage de la méthylation de l'ADN in vivo chez la souris. Mes résultats démontrent que E2F6 facilite l’acquisition de la méthylation de l’ADN au niveau du promoteurs des gènes gamétiques et est nécessaire pour initier leur répression à long terme au cours de l'embryogenèse. Dans leur ensemble, ces travaux contribuent à mieux comprendre les fonctions et mécanismes de ciblage de la méthylation de l'ADN au cours de l'embryogenèse des mammifères
Cytosine methylation is an epigenetic modification catalyzed by the family of DNA methyltransferases (DNMTs). This modification is involved in gene repression when it is addressed to CpG islands in gene promoters. Global DNA methylation reprogramming occurs in mice during the early phases of embryogenesis, which is critical for proper embryo development. However, the contribution of different DNMTs in genome methylation and the mechanisms that target DNA methylation to specific genes during embryonic development are poorly understood. By combining genomic mapping with genetically modified mouse lines, my Thesis work clarified the contribution of the different DNMTs in genome methylation in the embryo: DNMT3A and DNMT3B are strictly involved in de novo methylation, and DNMT1 is strictly involved in the maintenance of DNA methylation during cellular divisions. In addition, the analysis of globally demethylated embryos revealed numerous functions of DNA methylation in maintaining the transcriptomic intergrity of the embryo by repressing germline genes, developmental genes, cryptic promoters as well as a large panel of transposons. In the second part of my Thesis, I studied the role of the E2F6 transcription factor in the targeting of DNA methylation in vivo in mice. My results demonstrate that E2F6 facilitates the acquisition of DNA methylation in the promoters of germline genes and is required to initiate their long-term epigenetic silencing during embryogenesis. Collectively, this work contributes to a better understanding of the functions and targeting mechanisms of DNA methylation during mammalian embryogenesis

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Mersch, Marjorie. „Analyse de la méthylation de l'ADN par séquençage haut-débit chez la Poule“. Thesis, Toulouse, INPT, 2018. http://www.theses.fr/2018INPT0107/document.

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Anticiper l’impact de fluctuations environnementales de nature climatique ou alimentaire est un enjeu crucial dans les systèmes de productions animales, et plus particulièrement sur la volaille. Cette influence de l’environnement sur les phénotypes passe en partie par des phénomènes épigénétiques, notamment la méthylation de l’ADN, et qui peuvent intervenir dans la régulation de l'expression des gènes. Ce sont des mécanismes qui n'affectent pas la séquence d'ADN mais qui peuvent être transmis par la mitose ou la méiose. Ces interactions entre épigénomes et expression des gènes sont de plus en plus étudiées dans les modèles animaux et chez les plantes. Cependant, les mécanismes de régulation de l'expression du génome par la méthylation de l’ADN sont assez peu connus chez les oiseaux. Ce travail de thèse repose sur deux dispositifs expérimentaux réalisés chez la poule, le but étant de caractériser le méthylome par séquençage haut-débit. Les profils de méthylation le long du génome, et le lien avec l’expression, sont établis d’abord par un séquençage tout-génome (WGBS) au sein d’embryons entiers, puis par un séquençage d'une sous-représentation du génome (RRBS) au sein d’hypothalamus d’individus adultes. À ce jour, aucune étude d'analyses de méthylome par RRBS chez la poule n'a été publiée. Ces deux analyses sont réalisées grâce au développement d'un pipeline bioinformatique, optimisé, disponible à la communauté scientifique. Globalement, le profil de méthylation chez la poule est similaire à ce qui est connu chez les mammifères : les îlots CpG - régions riches en dinucléotides CG, souvent peu méthylées, qui ponctuent le génome principalement dans les régions promotrices des gènes - sont globalement peu méthylés dans les promoteurs sur les données WGBS et RRBS. Les analyses du méthylome des embryons ont confirmé l'absence d'un phénomène de compensation de dose sur les chromosomes sexuels, ou la présence sur le chromosome Z d'une région hyperméthylée. Les analyses des données RRBS révèlent une hyperméthylation globale des CG sur le génome, suggérant une réponse de la méthylation à un stress environnemental. Sur les données WGBS, le niveau de méthylation dans le promoteur est négativement corrélé à l'expression du gène associé. Une méthylation allèle spécifique est également détectée entre les lignées, phénomène mis en évidence pour la première fois chez la poule et dont la fréquence est comparable à ce qui a été observé chez l'Homme. Sur les données RRBS, des résultats préliminaires de la réponse du méthylome aux stress environnementaux montrent le caractère complexe de cette relation. L’utilisation d’aliments moins énergétiques entraînerait une plus grande mobilisation des réserves lipidiques, tandis que les individus soumis à un stress à la chaleur ont un poids corporel plus léger. Une intégration de ces données à des mesures phénotypiques permettrait de faire le lien entre méthylation et environnement. Au-delà de l'aspect fondamental de cette thèse, l'application plus concrète de ces connaissances peut s'appliquer aux systèmes d'élevage pour obtenir des animaux mieux adaptés à l’environnement, en améliorant les caractères de production
Anticipating the impact of environmental changes (on climate and feed) is a crucial issue for livestock production systems, including poultry. The influence of the environment on phenotypes is partly mediated by epigenetic phenomena, including DNA methylation, which may be involved in the regulation of gene expression. These mechanisms do not affect the DNA sequence but can be inherited by mitosis or meiosis. The interactions between epigenomes and gene expression are increasingly being studied in animal models and in plants. However, the mechanisms of regulation of genome expression through DNA methylation are relatively unknown in birds. This thesis work is based on two experimental devices realized in chicken aiming to characterize the methylome by high-throughput sequencing. The methylation patterns across the genome, and their link with expression, were first established by whole-genome bisulfite sequencing (WGBS) in whole embryos, following a reduced representation bisulfite sequencing (RRBS) from hypothalamus of adults. To date, no specific chicken RRBS study has been published. These two analyses were carried out by developing an optimized bioinformatics pipeline, available for scientific community. Overall, the pattern of methylation in chicken is like those in mammals: CpG islands - dinucleotides CG-rich regions which are often poorly methylated, and which are found mainly in the promoter regions of the genome - are generally poorly methylated in promoters on WGBS and RRBS data. Embryo methylome analyses confirmed the absence of a dose-compensation phenomenon on sex chromosomes, or the presence of a hypermethylated region on the Z chromosome. The analyses of RRBS data revealed an overall hypermethylation of CGs across the genome, suggesting a methylation response to environmental stress. From the analysis of WGBS data, we found that the level of methylation in promoters was negatively correlated with the expression of the associated gene. For the first time, a specific allele methylation was also detected between chicken lines whose frequency is comparable to that observed in humans. On the RRBS data, preliminary results of the methylome response to environmental stresses showed the complex nature of this relationship. The use of a low-energy diet would led to greater mobilization of body fat, while individuals with heat stress had a lighter body weight. Integrating these data with phenotypic measurements would allow to link methylation and environment. Beyond the fundamental aspect of this thesis, the method developed in this work could be applied to livestock systems to breed animals better adapted to a changing environment, by improving production traits

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Carrier, Arnaud. „Etude de la méthylation de l’ADN dans l’agressivité du mélanome cutané“. Thesis, Toulouse 3, 2016. http://www.theses.fr/2016TOU30387.

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Le mélanome cutané est le cancer de la peau le plus agressif. Il représente moins de 5% des cancers de la peau mais sa forme métastatique est responsable de 60 à 80% des décès. La médiane de survie des patients atteints d’un mélanome métastatique n’est que de 6 à 9 mois avec les chimiothérapies classiques ou ciblées. L’immunothérapie a été un grand progrès thérapeutique, néanmoins la prise en charge du mélanome métastatique souffre encore de trois points négatifs, tous les patients ne répondent pas aux différents traitements, l’efficacité des chimiothérapies ciblées est limitée par l’apparition rapide de résistances, les cliniciens manquent de marqueurs prédictifs de l’évolution dès les stades précoces pour la prise en charge. Dans ce contexte, notre groupe s’intéresse à la méthylation de l’ADN associées à l’agressivité du mélanome. La méthylation est catalysée par les méthyltransférases de l’ADN (DNMTs). Lorsque celle-ci est présente au niveau d’îlots CpGs localisés dans les promoteurs des gènes, elle empêche la machinerie transcriptionnelle de se mettre en place et inhibe l’expression du gène correspondant. Le profil de méthylation globale de l’ADN étant altéré dans le cancer, elle a donc un rôle fonctionnel dans le processus tumoral mais peut aussi être utilisée en tant que biomarqueur, chaque cancer ayant un profil de méthylation différent. De plus, au sein d’un même cancer, ce profil évolue avec la progression de la tumeur. Au cours de cette thèse, j’ai identifié des modifications du profil de méthylation de l’ADN associées à l’agressivité du mélanome et j'ai sélectionné 9 loci hyperméthylés candidats biomarqueurs. J’ai d’abord comparé les profils de méthylation au niveau du génome entier de lignées cellulaires de mélanome correspondant à des stades d’agressivité différents. À partir de ces informations, des loci candidats ont été choisis par une analyse de la répartition de ces loci hyperméthylés sur le génome couplée à une analyse bioinformatique des fonctions et interactions des gènes associés. Ensuite, leur statut de méthylation a été validé par une technique différente (collaboration avec le Dr. J. Tost, CNG, Evry). Une fois leur hyperméthylation confirmée, j’ai entrepris l’analyse de la méthylation de l’ADN au niveau de ces gènes dans des échantillons de tumeurs primaires issues de patients montrant des survies différentes (Collaboration : L. Lamant, N. Meyer, IUCT, Toulouse, France; L. Lanfrancone IFOM, Milan, Italie). Notre étude confirme le statut hyperméthylé des gènes retenus dans les échantillons métastatiques par rapport aux échantillons de tumeurs primaires. De plus il apparaît un lien entre le niveau de méthylation de la tumeur primaire et le délai d’apparition de métastases ainsi que la survie globale des patients. Parmi les loci sélectionnés, j’ai déterminé si le statut hyperméthylé de ces loci est corrélé à leur sous- expression dans le but d’étudier leur rôle dans l’agressivité du mélanome, et si ces loci peuvent être déméthylés et ré-exprimés par un inhibiteur de DNMTs. Cela a amené à l’identification d’un gène et d'un miR peu décrits dans la littérature, dont les expressions sont corrélées au statut de méthylation et modulées par un traitement déméthylant l'ADN. J’ai entrepris de comprendre leur rôle dans l’agressivité du mélanome et évaluer leur intérêt potentiel en tant que cibles anti-tumorales. Pour cela, j’ai utilisé des tests fonctionnels pour étudier les conséquences de la surexpression dans la lignée métastatique ou de l’inhibition dans la lignée primaire. Les résultats suggèrent une régulation épigénétique fine de ce miR et de ce gène pendant la progression du mélanome, retrouvée indépendamment par notre analyse des tumeurs de patients de la banque TCGA
Cutaneous melanoma is the most aggressive skin cancer and represents less than 5% of skin cancers but its metastatic form is responsible for 60-80% of the deaths. The median survival for patients with metastatic melanoma is only 6 to 9 months with conventional chemotherapy or targeted therapy. Despite recent therapeutic advances with the immune-therapies, the treatment of metastatic melanoma still suffers from three negatives drawbacks: 1) All patients do not respond to the different treatments. 2) The effectiveness of the targeted chemotherapy is limited by the rapid emergence of resistance. 3) Predictive biomarkers of the evolution of the disease are lacking for the clinicians. In this context, we studied the epigenetic regulations associated with the aggressiveness of melanoma, particularly in DNA methylation. DNA methylation is catalyzed by DNA methyltransferases (DNMTs). When CpGs islands are methylated and located in the promoters of genes, expression of the corresponding gene is inhibited. Commonly, DNA methylation profile is altered in cancer and plays a role in tumorigenesis and tumor maintenance. In addition, the alterations of the DNA methylation profile can be used as biomarkers for prognostic and diagnostic. Here, I identified changes in the DNA methylation profile associated with the aggressiveness of melanoma and selected 9 candidates loci that are hypermethylated in the most aggressive forms of melanoma. First, I compared the methylation patterns genome-wide (450K BeadChip methylation) of melanoma cell lines bearing different aggressiveness. The loci biomarker candidates were selected by combining an analysis of the distribution of these hypermethylated loci on the genome and a bioinformatic analysis of the functions and interactions of the associated genes. Their methylation status was validated by a different technique in collaboration with Dr. J. Tost, CNG, Evry. Once confirmed their hypermethylation, I started to analyze the DNA methylation of the selected genes in the pairs of cell lines of different aggressiveness, such as the primary tumor compared to the metastasis from the same patient, and in patients samples of primary tumors (Collaboration L. Lamant, N. Meyer, iUCT, Toulouse, France; L. Lanfrancone IFOM, Milan, Italy). A total of twenty samples were analyzed. Our study confirms the status of selected hypermethylated genes in metastatic samples compared to primary tumors. Moreover there is a link between the level of methylation of the primary tumor and the overall survival. A patent is being filed in and new samples are collected in order to extend the patient cohort to validate the biomarkers in prognosis of the evolution of the disease. Among the selected loci, I determined whether their hypermethylated status is correlated with their under-expression. For this, I measured their level of expression in a couple of cell lines WM115 / WM266-4 by RT-PCR and RT-qPCR. Then, I chose the loci for which I observed a correlation between methylation and expression. In addition, I studied whether these loci can be demethylated and re-expressed by a DNMTs inhibitor. This led to the identification of a microRNA and gene not fully described in the literature, of which the expression is correlated to DNA methylation status and are reactivated upon treatment with demethylating agents. I explored the role of the microRNA and the gene in the aggressive features of the metastatic melanoma suggesting a tumor suppressive function. These data were further comforted by the data analysis of patient samples

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Blazkova, Jana. „Rôle de la méthylation de l'ADN dans la régulation transcriptionnelle de l'expression du génome rétroviral“. Aix-Marseille 2, 2006. http://www.theses.fr/2006AIX22078.

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Mauger, Oriane. „Interconnexions entre épissage alternatif et chromatine“. Thesis, Paris 6, 2014. http://www.theses.fr/2014PA066093/document.

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Chez l'homme, l'épissage alternatif (EA) affecte presque tous les gènes permettant de générer de vastes répertoires d'ARN et de protéines. L'épissage est un processus hautement régulé qui s'effectue principalement lorsque l'ARN est en cours de synthèse sur la chromatine. Beaucoup d'études suggèrent que la chromatine et ses marques épigénétiques influencent les décisions d'épissage au locus correspondant. A l'inverse, d'autres données laissent penser que l'épissage peut moduler les marques épigénétiques. Au cours de ma thèse, j'ai étudié différentes voies de couplage entre l'épissage et la chromatine. D'une part, j'ai exploré l'impact de la méthylation de l'ADN sur la régulation de l'épissage. J'ai montré que les enzymes qui méthylent l'ADN ont un effet global sur l'épissage d'exons enrichis en méthylation. Mes données suggèrent que les protéines qui lient la méthylation de l'ADN sont impliquées dans cette régulation. D'autre part, j'ai exploré les conséquences de l'EA sur la régulation de la chromatine en étudiant son impact de deux histones-methyltransferases (HMTase) : G9A et SUV39H2 dont les gènes génèrent des transcrits alternatifs. Tous les transcrits variants codent pour des protéines. La conservation des variants d'épissage de G9A dans des espèces et l'absence de différences dans leur activité HMTase, nous amènent à proposer que l'EA est associé à une fonction non liée aux histones. A l'inverse, les isoformes de SUV39H2 exhibent des activités HMTases différentes et régulent l'expression de gènes cibles différents. Ensemble, nos résultats apportent de nouvelles connexions dans le couplage épissage-chromatine et supporte un modèle où ces derniers s'auto-influencent
In humans, alternative splicing affects almost all genes in the genome and generates extensive repertoires of RNAs and proteins. Splicing is a highly regulated process which occurs primarily when the RNA is being synthesized on chromatin. Many studies suggest that chromatin and epigenetic marks influence splicing choices to the corresponding locus. Conversely, other data suggest that splicing can modulate epigenetic marks. During my thesis, I studied different ways of crosstalk between splicing and chromatin. First, I investigated the effect of DNA methylation on splicing regulation. I have shown that the enzymes that methylate DNA have an overall effect on the splicing of exons with enriched methylation. My data suggest that proteins which bind to methylated DNA are involved in this regulation. On the other hand, I explored the impact of alternative splicing on chromatin regulation studying its impact on the expression and activity of both histone methyltransferases (HMTase): SUV39H2 and G9A. G9A and SUV39H2 generate variants transcripts whose expression is regulated according to tissues. All variants transcripts encode proteins. Conservation of G9A splice variants in species and no differences in their HMTase activity, lead us to propose that G9A alternative splicing is associated with a non-histone function. Conversely, SUV39H2 isoforms exhibit different HMTases activities, and regulate the expression of different target genes. All our results provide new connections in chromatin - splicing coupling and support a model in which they harbor self-influence

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Denis, Hélène. „Approche mécanistique des relations entre la citrullination, la désacétylation et la méthylation de l'ADN“. Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 2009. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/210289.

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Le séquençage de nombreux génomes eucaryotes indique que l’augmentation de la «biocomplexité» au cours de l’évolution n’est pas directement corrélée à l’accroissement du nombre de gènes. En d’autres termes, nous sommes plus que la somme de nos gènes et l’ère post-génomique actuelle promet de cerner de façon plus précise les bases moléculaires de notre identité. A cet égard, il semble de plus en plus clair que l’épigénétique est riche d’une information qui se superpose à celle du code génétique. L’information épigénétique est principalement véhiculée par des modifications de l’ADN et des histones. La modification majeure de l’ADN est la méthylation de la cytosine qui est la marque d’une chromatine transcriptionnellement silencieuse. Quant aux histones, différentes modifications posttraductionnelles ont été décrites, comme l’acétylation, la phosphorylation, la méthylation et l’ubiquitinylation. L’ensemble de ces modifications constituerait un «code histone», dont le décryptage n’en est qu’à ses prémices, permettant d’associer à chaque combinaison de modifications un état particulier de la chromatine, et ainsi de l’expression génique. La méthylation des histones a longtemps été considérée comme irréversible mais l'identification récente de déméthylases des histones spécifiques de certains sites a révélé que cette modification est régulée de façon dynamique et réversible. La découverte de ces enzymes a ouvert de nouveaux axes de recherche dans le domaine de l'épigénétique (Klose and Zhang, 2007).

Au cours de ma thèse de doctorat, nous nous sommes intéressés à la déméthylase PADI4 (peptidylarginine déiminase 4) qui convertit des résidus arginines des histones H3 et H4, associés à l'activation des gènes, en résidus citrullines, ce qui a pour conséquence d'entraîner une répression transcriptionnelle. Cette réaction porte le nom plus particulier de déimination/citrullination des histones. A l’heure actuelle, il est primordial de cerner comment la déméthylation des histones, et plus précisément la peptidylarginine deiminase 4 (PADI4), réprime la transcription.

Dans un premier temps, nous avons mis en évidence un lien mécanistique entre la deméthylation et la désacétylation des histones. Nous avons montré que PADI4 interagit avec l’histone désacétylase HDAC1. Cette enzyme est responsable du décrochage des groupements acétyls des histones, conduisant à la fermeture de la chromatine. Des expériences d’immunoprécipitation de la chromatine indiquent que PADI4 et HDAC1 s’associent au promoteur du gène de réponse aux oetrogènes pS2 simultanément et de manière cyclique. L’utilisation d’une construction shRNA dirigée contre la protéine endogène HDAC1 indique que la liaison de PADI4 au promoteur du gène pS2 est dépendante de la présence de HDAC1.

Dans la deuxième partie de notre travail, un lien mécanistique entre la déméthylation des histones par PADI4 et la méthylation de l’ADN a été mis en évidence. La méthylation de l’ADN est catalysée par des enzymes, appelées méthyltransférases de l’ADN (DNMTs), qui transfèrent des résidus méthyls sur les cytosines. Nous avons montré que la protéine DNMT3A interagit avec PADI4. Nous avons également démontré que l’enzyme PADI4 était capable de citrulliner/déiminer (convertir des résidus arginines en résidus citrullines) la méthyltransférase de l’ADN DNMT3A in vitro et que cette citrullination de la protéine DNMT3A par PADI4 stabiliserait DNMT3A in vivo.

Enfin, nos récents travaux révèlent une relation mécanistique entre la protéine MeCP2, interprète des signaux de méthylation de l’ADN, et la protéine polycomb EZH2. Celle-ci possède une activité méthyltransférase d’histone sur les lysines 27 de l’histone H3. Nos données montrent que MeCP2 interagit avec EZH2 et que ces protéines fixent des régions promotrices communes. De plus, la déplétion en MeCP2 affecte la présence de EZH2 au niveau de ces régions communes.

En conclusion, ce travail de thèse devrait permettre une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires de l’épigénétique. Plus particulièrement, il devrait aider à mieux cerner comment la première histone déméthylase décrite, la peptidylarginine déiminase 4 ou PADI4, verrouille l’expression génique.

Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques
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Gros, Christina. „Synthèse et caractérisation de nouveaux inhibiteurs de la méthylation de l'ADN dans les cancers“. Toulouse 3, 2014. http://thesesups.ups-tlse.fr/2316/.

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De part son caractère réversible, l'épigénétique, notamment la méthylation de l'ADN, est une cible thérapeutique particulièrement intéressante dans les cancers. Les enzymes responsables de la méthylation de l'ADN sont les méthyltransférases d'ADN (DNMT). Les seuls inhibiteurs de DNMT sur le marché présentent de nombreux désavantages dont l'absence de sélectivité et l'intégration à l'ADN. Il est donc nécessaire d'identifier et de caractériser des inhibiteurs non-nucléosidiques sélectifs de DNMT. Aujourd'hui, seul le SGI-1027 et les 3-chloro-3-nitroflavanones paraissent intéressants. Tout d'abord, nous nous sommes intéressés à l'étude de ces flavanones. Nous avons approfondi leurs relations structures-activités puis avons étudié leurs capacités à réactiver un système rapporteur épigénétique dans une lignée leucémique humaine. Enfin, nous avons étudié la méthylation de promoteurs de gènes suppresseurs de tumeurs afin de pouvoir les utiliser comme marqueurs de l'action déméthylante des flavanones. Nous avons ensuite développé un test basé sur la scintillation par proximité et l'avons miniaturisé. Ce dernier nous a permis d'étudier l'inhibition de plusieurs DNMT et le mécanisme d'action de nombreuses molécules. Enfin, grâce à plusieurs collaborations, nous avons pu identifier un nouveau dérivé de SGI-1027, deux fois plus actif que ce dernier, et proposer un mécanisme d'action original pour cette série chimique
One of the main epigenetic mark is DNA methylation. The enzymes responsible for those marks are DNA methyltransferases (DNMT), for which two types of inhibitors exist: nucleosidic analogues and non-nucleosidic inhibitors. The first category has demonstrated its efficiency in clinical trials and two drugs are commercialized for treatment of myelodysplastic syndromes and acute myeloid leukemia. However, these compounds are not specific and chemically instable, which leads to development of selective non-nucleosidic inhibitors. To our knowledge, in this category, only the SGI-1027 and the 3-chloro-3-nitroflavanones are interesting. First, we extended the structure-activity relationship of flavanones on an enzymatic assay and then studied their ability to reactivate an epigenetic reporter system in a leukemia cell line. Finally, we assessed the methylation status of some tumor suppressor genes promoters which will be used as cellular demethylation markers to monitor inhibitors effects. Since we wanted to investigate the selectivity and the mechanism of action of these compounds, we developed a new miniaturized scintillation by proximity assay. This test allowed us to study the flavanones and several other molecules. Thanks to collaborations, we have identified a new molecule, twice as potent as SGI-1027, and we were able to come up with an original mechanism of action

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Adouard, Véronique. „Etude immunocytochimique de la méthylation de l'ADN dans les cellules érythroleucémiques de Friend sensibles et résistantes à l'adriamycine“. Lyon 1, 1985. http://www.theses.fr/1985LYO11639.

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Brunaud, Laurent. „Déterminants nutritionnels et génétiques de l'homocystéine et méthylation de l'ADN : modèles expérimentaux et implications en pathologie“. Nancy 1, 2003. https://hal.univ-lorraine.fr/tel-01746923.

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Gentil, Marie-Véronique. „Contrôle épigénétique du risque de montaison chez une plante de grande culture : la betterave sucrière : mise au point d'une stratégie de caractérisation d'épiallèles associés à la sensibilité à la montaison en vue de l'élaboration d'un test de sélection“. Thesis, Orléans, 2009. http://www.theses.fr/2009ORLE2005/document.

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Chez les plantes, les processus de développement global et de plasticité développementale sont contrôlés par des mécanismes épigénétiques. La méthylation de l’ADN peut présenter un polymorphisme (épiallèles) qui est une source possible de biomarqueurs pour la sélection de génotypes d’intérêt agronomique. Pourtant, la recherche de tels biomarqueurs n’a pas encore été initiée. Dans ce contexte, nos objectifs ont concerné l'élaboration d'une stratégie pour la mise en évidence d’un contrôle épigénétique lors d’un processus développemental chez la betterave sucrière (Beta vulgaris altissima), ainsi que la recherche des biomarqueurs épigénétiques associés. Cette stratégie a d’abord été appliquée à la morphogenèse in vitro, sur trois lignées cellulaires de betterave sucrière. Une relation a pu être établie entre le niveau de méthylation de l’ADN et les propriétés morphogénétiques des lignées. Des biomarqueurs de morphogenèse in vitro ont ainsi été identifiés. La même stratégie a ensuite été appliquée in planta à la même espèce. L'existence d'un contrôle épigénétique lors de la vernalisation et de la dévernalisation chez plusieurs hybrides de betterave sucrière, avec des sensibilités à la montaison différentes, a été démontrée. Nous suggérons que l’amplitude et la cinétique des variations épigénétiques contrôlent l’induction de la montaison et sa rapidité, confirmant ainsi le rôle de la méthylation de l’ADN dans ce processus. Les loci cibles de ces remaniements de la méthylation de l'ADN lors de la vernalisation ont été définis. Un criblage a enfin permis d’identifier de potentiels biomarqueurs épigénétiques de la sensibilité à la montaison en vue de la mise au point d’un futur test de sélection agronomique
In plants, the processes of global development and of developmental plasticity are controlled by epigenetic mechanisms. Polymorphism in DNA methylation (leading to epialleles) is a possible source of biomarkers for the selection of genotypes of agronomic interest. Until now, however, the search for such biomarkers has not been undertaken. Against this background, our objectives were to develop a strategy to investigate the existence of epigenetic control during a developmental process in sugar-beet (Beta vulgaris altissima) and to search for associated epigenetic biomarkers. The strategy was first applied to three sugar-beet cell lines, where we were able to established a relationship between the level of DNA methylation and the morphogenetic statue of the lines, and thus to identified a number of biomarkers for in vitro morphogenesis. We then applied the same strategy in planta in the same species and demonstrated the existence of epigenetic control (DNA methylation) during vernalization and devernalization in several sugar-beet hybrids that differed for bolting susceptibility. We propose that the scale and kinetics of epigenetic modifications control the induction and the rapidity of bolting, confirming the role of DNA methylation in this process. We have identified a number of target loci for these changes in DNA methylation during vernalization, and by screening these have been able to select several potential epigenetic biomarkers for bolting susceptibility, which may prove useful in future beet improvement programmes

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Martin, Valérie. „La méthylation de l'ADN : facteur épigénétique contrôlant la transcription du gène pS2 (TFFI) dans les cancers du sein“. Lyon 1, 1996. http://www.theses.fr/1996LYO10315.

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La proteine ps2 est exprimee dans la glande mammaire sous la dependance des strogenes. Il s'agit d'un marqueur tumoral dont la detection constitue un facteur de bon pronostic dans les cancers du sein. Les resultats obtenus au cours de cette these ont montre que l'expression du gene ps2, est sous la dependance de l'etat de methylation de sa region regulatrice. En effet, dans les lignees cellulaires, il semble que la demethylation de cette region, associee a la surexpression de res (obtenus par transfection transitoire) soient necessaire a l'induction de la transcription du gene. In vivo, l'analyse de biopsies par southern blot, a montre que le pourcentage de molecules demethyles etait proportionnel a la quantite de transcrit ps2. Afin d'elargir cette etude a l'ensemble des cpgs presents dans la region analysee, une technique de sequencage genomique a ete developpee. L'analyse en composantes multiples des resultats obtenus a permis la mise en evidence d'une correlation entre la demethylation de la region promotrice du gene ps2, plus particulierement de la zone contenant l'ere, et la transcription du gene. A ce stade des recherches, il semblait donc probable que la methylation exercait un effet inhibiteur direct dans la fixation des recepteurs aux strogenes a l'element de reponse du gene ps2. Les experiences de retard de migration sur gel n'ont pas confirme cette hypothese en outre, elles ont permis d'identifier une nouvelle proteine de 46 kda, possedant une forte affinite pour l'ere du gene ps2 non methylee. Il s'agit d'une proteine ubiquitaire qui reconnait un motif palindromique, de type ere, contenant des sites cpgs. Des etudes complementaires seront necessaires afin d'approfondir son role dans la regulation de la transcription du gene ps2

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Deplus, Rachel. „Etude des mécanismes moléculaires par lesquels les méthyltransférases de l'ADN établissent les profils de méthylation“. Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 2005. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/211004.

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La méthylation des cytosines de l’ADN est un niveau de contrôle essentiel de la transcription génique. Elle joue un rôle primordial dans plusieurs étapes du développement comme l’inactivation du chromosome X et l’empreinte génomique. De plus, il est de plus en plus évident que la méthylation de l’ADN participe à la cancérogenèse.

Actuellement, le monde de la méthylation de l’ADN n’en est encore qu’à l'aube de son histoire. En effet, les mécanismes moléculaires la gouvernant sont encore peu connus. La méthylation de l’ADN est caractérisée par deux concept clés :le verrouillage de la transcription des gènes et le ciblage en des régions spécifiques du génome. Au cours de notre travail de thèse de doctorat, nous avons poursuivi les avancées réalisées dans ces deux domaines.

Dans un premier temps, nous nous sommes attachés à l’étude de la répression transcriptionnelle entraînée par la méthylation de l’ADN. Grâce à plusieurs études récentes, il paraît de plus en plus clair que la méthylation agit de paire avec la structure de la chromatine. Nous avons donc concentré nos recherches sur l’interconnexion de celle-ci avec deux machineries impliquées dans la régulation de son degré de compaction :la désacétylation et la méthylation des histones. Par diverses expérimentations, nous avons démontré un lien étroit entre ces machineries répressives pour l’imposition d’un état silencieux de la transcription.

Dans la deuxième partie de ce travail, nous avons dirigé notre attention sur le ciblage des Dnmt. Pour cela, nous avons mené deux stratégies de front. La première est une approche ciblée et consiste en l’étude de l’association des Dnmt avec l’oncoprotéine bien connue, Myc. La seconde approche est plus large. Grâce à l’utilisation de la technique du double hybride en levure, nous avons identifié de nouveaux partenaires des Dnmt, dont un qui pourrait s’avéré particulièrement intéressant :le protéine Cart1 (cartilage homeoproteine 1) impliquée dans le développement du système nerveux central.

En conclusion, notre travail de doctorat devrait permettre une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires de la méthylation de l’ADN ainsi que son implication dans les divers processus physiologiques mais aussi pathologiques auxquels elle participe.

Doctorat en sciences biomédicales
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Keita, Mamadou. „Analyse globale des altérations abberantes de la méthylation de l'ADN dans le cancer de l'ovaire“. Thesis, Université Laval, 2013. http://www.theses.ulaval.ca/2013/30150/30150.pdf.

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Le cancer de l’ovaire représente 4% de tous les cancers chez la femme et est la première cause de décès parmi les tumeurs gynécologiques en occident. Le cancer épithélial de l’ovaire (CEO) représente 90% de toutes les tumeurs de l’ovaire. Malgré les avancées médicales et chirurgicales, le taux de survie à long terme demeure décevant en raison de la nature asymptomatique de la maladie. Le traitement repose sur la chirurgie cytoréductive suivie de la chimiothérapie combinant les dérivés de platine et de taxanes avec un taux de réponse de plus de 80%. Cependant, la des patientes font une récidive par l’émergence de la résistance à ces drogues conventionnelles. Les bases moléculaires du déclenchement et de la progression du cancer de l’ovaire sont encore méconnues. Au cours d’un cancer, l’hyperméthylation des ilots CpG de certains promoteurs géniques conduit souvent à l’inactivation des gènes suppresseurs de tumeur. Parallèlement, l’hypométhylation des ilots CpG de certains promoteurs est également impliquée dans la réactivation des proto-oncogènes et des gènes pro-métastatiques. La technologie des micropuces à ADN est grandement utilisée au niveau de la recherche sur le cancer, y compris celles portant sur les mécanismes et les biomarqueurs associés à la progression et à la chimiorésistance dans les cancers ovariens. Dans ce travail de thèse, nous avons évalué le profil de méthylation abberante dans les différents grades des tumeurs de CEO de type séreux par rapport aux tissus normaux de l’ovaire, et dans les cellules primaires post-chimiothérapeutiques par rapport aux cellules primaires pré-chimiothérapeutiques de l’ovaire de deux patientes. Nos résultats ont montré que l’hyperméthylation est un événement très précoce de la carcinogenèse avec suppression des gènes ayant un rôle protecteur. Alors que l’hypométhylation massive est associée à la phase avancée de la maladie avec la surexpression des gènes impliqués dans l’invasion et la métastase. Découlant de ces études, RUNX1 et RUNX2 ont été identifiés comme des gènes hypométhylés dans les cellules post-chimiothérapeutiques. Les études fonctionnelles ont montré que ces deux gènes sont associés à la prolifération, la migration et l’invasion cellulaire dans le CEO. Cependant, ces effets similaires sont exercés par des mécanismes moléculaires différents.
Ovarian cancer accounts for 4% of all cancers in women and is the leading cause of death among Gynecologic tumours in the western countries. The epithelial ovarian cancer (EOC), which represents 90% of all ovarian tumors. Despite advances in medical and surgical treatment, long term survival rate remains disappointing due to the asymptomatic nature of the disease. The treatment uses cytoreductive surgery followed by chemotherapy combining derivatives of platinum and taxanes with a response rate of over 80%. However, the most part of the patients have a recurrence by the emergence of resistance to these conventional drugs. The molecular basis of the initiation and progression of ovarian cancer are still unknown. During cancer, hypermethylation of gene promoter CpG islands often leads to inactivation of some tumor suppressor genes. At the same time, CpG islands hypomethylation is also associated to reactivation of proto-oncogenes and pro-metastatiques genes. The microarray technology has been successfully used in cancer research, including studies on mechanisms and biomarkers linked to ovarian cancer progression and chemoresistance. In this study, we have evaluated the aberrant DNA methylation profile in tumour grades of serous type EOC compared to normal ovarian tissue, and primary cells culture prior to and post chemotherapy (CT) treatment from 2 EOC patients. Our results showed that hypermethylation is an early event in carcinogenesis with down-regulation of genes having a protective role. While massive hypomethylation is associated with advanced serous EOC with upregulation of genes involved in cell invasion and metastasis. From these studies, we identified RUNX1 and RUNX2 as hypomethylated genes in post-chemotherapy primary cells culture. Sebsequent functional analyses pointed to RUNX1 and RUNX2 association with EOC cell proliferation (including cell cycle control for RUNX1), migration and invasion. However, RUNX1 and RUNX2 display overlapping functions in EOC dissemination, these nevertheless employ distinct molecular mechanisms, specific for each gene. Our data are indicative of strong oncogenic potential of both transcription factors in EOC progression.

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Joulie, Michael. „Recherche de nouvelles protéines humaines se liant à l'ADN méthylé“. Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00660690.

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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.

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Walter, Marius. „Transposon regulation upon dynamic loss of DNA methylation“. Electronic Thesis or Diss., Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066672.

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Les transposons sont des séquences d’ADN qui ont la capacité de se dupliquer de façon autonome, posant une menace pour l’intégrité et la stabilité du génome. De nombreux mécanismes existent pour contrôler l’expression des transposons, parmi lesquels la méthylation de l’ADN joue un rôle particulièrement important. Chez les mammifères, les profils de méthylation sont stables tout au long de la vie de l’individu, mis-à-part pendant deux moments clés du développement embryonnaire. Pendant ces deux périodes, la méthylation de l’ADN est globalement effacée, ce qui corrèle avec l’acquisition d’un état cellulaire pluripotent, puis rétablie. En utilisant un système cellulaire de reprogrammation de méthylation induite, ce travail s’est attaché à comprendre comment le génome parvient à maintenir le contrôle des transposons en l’absence de cette protection d’ordinaire essentielle, J’ai pu démontrer que divers mécanismes chromatiniens compensent progressivement la disparition de la méthylation de l’ADN pour le maintien de la répression des transposons. En particulier, la machinerie Polycomb prend en partie le relai et acquiert un rôle primordial, spécifiquement en l’absence de méthylation de l’ADN. Dans un second temps, la contribution du cofacteur d’ADN méthyltransférase DNMT3l lors de la méthylation de novo a été étudiée. Dans sa globalité, ces découvertes offrent des perspectives nouvelles sur la façon dont le génome se réorganise lors de moments clés du développement embryonnaire
Transposons are DNA sequences that can duplicate autonomously in the genome, posing a threat for genome stability and integrity. To prevent their potentially harmful mobilization, eukaryotes have developed numerous mechanisms that control transposon expression, among which DNA methylation plays a particularly important role. In mammals, DNA methylation patterns are stable for life, at the exception of two key moments during embryonic development, gametogenesis and early embryogenesis. After a phase a global loss of genomic methylation accompanying the acquisition of pluripotent states, DNA methylation patterns are re- established de novo during differentiation. This work attempted to elucidate how the genome copes with the rapid loss of DNA methylation, in particular regarding the control of transposons in absence of this essential protective mark. Using an embryonic cellular model of induced methylation reprogramming, I showed that various chromatin-based mechanisms can compensate for the progressive loss of DNA methylation. In particular, my results suggest that the Polycomb machinery acquires a critical role in transposon silencing, providing a mechanistic relay specifically when DNA methylation patterns are erased. In a second phase, this work analyzed the contribution of the DNA methyltransferase cofactor DNMT3l during events of embryonic de novo methylation. Overall, these findings shed light onto the processes by which genome regulation adapts during DNA methylation reprogramming

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Fages, Jérémie. „JMJD6 participe au maintien de l'intégrité de l'ADN ribosomique en réponse au dommage à l'ADN“. Thesis, Toulouse 3, 2020. http://www.theses.fr/2020TOU30169.

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L'ADN est continuellement endommagé par des agents exogènes et endogènes générant des dommages à l'ADN. Un défaut dans la prise en charge de ces dommages peut générer des mutations à l'origine de pathologies telle que le cancer. Afin de maintenir l'intégrité du génome, les cellules ont mis en place des mécanismes de réparation qui se déroulent dans un contexte chromatinien. Celui-ci est façonné par de nombreuses modifications post-traductionnelles des histones qui sont régulées en réponse aux dommages à l'ADN pour permettre une réparation efficace. Parmi ces modifications, la méthylation des histones joue un rôle majeur. C'est une modification réversible et dynamique gérée par les histones méthyltransferases et les histones déméthylases. A l'aide d'un crible, nous avons identifié l'histone déméthylase JMJD6 dont la déplétion altère la réponse aux dommages à l'ADN et la survie cellulaire après irradiation. Nous observons que JMJD6 est spécifiquement et rapidement recruté dans le nucléole lorsque les dommages sont produits dans cette structure. De plus, JMJD6 influence la relocalisation de l'ADN ribosomique en réponse aux dommages dans une structure nouvellement formée en périphérie du nucléole, le nucleolar cap, sans affecter l'arrêt de transcription de l'ADNr. La délocalisation dans les nucleolar caps serait impliquée dans la gestion de la réparation des dommages afin d'éviter les réarrangements recombinogènes nuisible pour la cellule. Or, la suppression de l'expression de JMJD6 cause davantage d'instabilité génétique de l'ADNr par perte ou réarrangement des unités de l'ADNr. Afin de comprendre les mécanismes sous-jacents au rôle de JMJD6 dans la réparation de l'ADNr, nous avons créé des lignées cellulaires génétiquement modifiées exprimant une forme étiquetée de JMJD6. Ces dernières nous ont permis d'identifier par des approches protéomiques les partenaires de JMJD6 en absence et en réponse aux dommages. Parmi ceux-ci, la protéine nucléolaire Treacle qui est impliquée dans le recrutement de NBS1, un acteur bien connu de la réponse aux dommages à l'ADN, dans le nucléole en réponse aux dommages. L'ensemble de mes travaux montre un découplage entre l'arrêt de transcription de l'ADNr et la formation du nucleolar cap suggérant l'existence d'évènements les liant auxquels JMJD6 pourrait être impliqué et ainsi favoriser le maintien de la région de l'ADNr
DNA is continuously damaged by exogenous and endogenous agents producing DNA damages. A defect in the management of this damage can lead to mutations that cause pathologies such as cancer. In order to maintain the integrity of the genome, the cells have evolved repair mechanisms that take place in a chromatinian context. It is shaped by numerous post-translational histone modifications that are regulated in response to DNA damage to allow effective repair. Among these modifications, histone methylation plays a major role in DNA repair. It is a reversible and dynamic modification managed by methyltransferase histones and demethylase histones. Using a screen, we identified histone demethylase JMJD6 whose depletion alters DNA damage response and cell survival after irradiation. We observe that JMJD6 is specifically and rapidly recruited into the nucleolus upon damage induced in this structure. In addition, JMJD6 influences the relocation of ribosomal DNA in response to damage in a newly formed structure at the periphery of the nucleolus, the nucleolar cap, without affecting the transcription inhibition of rDNA. Relocation in nucleolar caps would be involved in the management of damage repair to avoid harmful recombinogenic rearrangements for the cell (translocation and chromosomal rearrangement). Relevantly, JMJD6 depletion causes more genetic instability of rDNA by loss or rearrangement of rDNA units. In order to understand the mechanisms underlying the role of JMJD6 in rDNA repair, we have created genetically modified cell lines expressing a tagged version of JMJD6. These have allowed us to identify JMJD6 partners through proteomic approaches in absence and in response to the damage. Among these, the nucleolar protein Treacle which is involved in the recruitment of NBS1, a well-known actor in the response to DNA damage, into the nucleolus in response to damage. All my work shows a decoupling between the inhibition of rDNA transcription and the formation of nucleolar cap suggesting the existence of signaling mechanism in which JMJD6 could be involved and thus promote the maintenance of the rDNA region

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Weber, Michaël. „Empreinte génomique parentale au locus Igf2-H19 : de la méthylation de l'ADN à l'organisation de la chromatine à grande échelle“. Montpellier 2, 2003. http://www.theses.fr/2003MON20048.

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Lefebvre, Anne. „Le site CpG dans l'ADN : impact possible des variations conformationnelles sur le taux de mutations“. Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1996. http://www.theses.fr/1996ECAP0485.

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Nous avons analysé la structure du dinucléotide CpG en fonction de la séquence d'ADN qui le contient, par résonance magnétique nucléaire et modélisation moléculaire, pour déterminer en quoi la structure de CpG influe sur les modifications structurales induites par la méthylation de la cytosine de ce dinucléotide, et mettre en relation la structure de CpG et le taux de mutations observé sur ces sites. La permutation de ses plus proches voisins modifie fortement la conformation de CpG. Au sein de la tétrade ACGT, comme dans d(GTACGTAC)2, il adopte un grand twist, associé à une phase élevée de la guanine. Au sein de d(CATCGATG)2, la structure de CpG est beaucoup plus malléable, et il adopte des valeurs moyennes de twist et de phase de la guanine plus faibles. Mais, la conformation de CpG est également influencée par des résidus plus éloignés dans la séquence, puisque la structure qu'il adopte dans d(CTTCGAAG)2 ressemble plus à celle calculée pour d(GTACGTAC)2 que pour d(CATCGATG)2. Nous avons également montré que les effets structuraux de la méthylation de CpG dépendent nettement de la conformation initiale de ce dinucléotide : la méthylation de la cytosine centrale modifie la structure moyenne de d(CATCGATG)2 mais pas de d(CTTCGAAG)2. Enfin, dans ces deux derniers oligonucléotides, un équilibre BI/BII a été mis en évidence au niveau du squelette de CpG, la proportion de conformères BII étant plus importante dans d(CTTCGAAG)2. Remarquablement, le double mésappariement d(TpG)2 dans d(CTTTGAAG)2 adopte un équilibre BI/BII très similaire à celui observé pour CpG dans d(CTTCGAAG)2. La structure particulière de CpG dans certains contextes d'ADN, en l'absence de méthylation, suffirait donc à expliquer sa reconnaissance par des enzymes de réparation, et donc sa mutation.

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Sengenès, Jennifer. „Développement de méthodes de séquençage de seconde génération pour l'analyse des profils de méthylation de l'ADN“. Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00743905.

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L'analyse des profils de méthylation présente un grand intérêt car des altérations du méthylome sont impliquées dans de nombreuses pathologies. Le MeDIP (Methylated DNA ImmunoPrecipitation) immunoprécipite les séquences méthylées sur le génome entier, la plupart étant localisées dans les séquences répétées. De telles séquences sont difficiles à aligner après séquençage (MeDIP-Seq) et bon nombre d'entre elles ne peuvent donc être utilisées pour la suite des analyses. Nous présentons une méthode innovante appelée MeDIP-dep-Seq permettant de supprimer une quantité significative de plusieurs familles de ces éléments répétés (diminution d'un facteur de 300 au maximum) tandis que les séquences uniques d'intérêt ne sont pas affectées. Après séquençage sur un séquenceur de seconde génération (GAIIx, Illumina), le taux d'alignement est amélioré de façon conséquente permettant ainsi d'augmenter la quantité de séquences analysables. Nous avons également développé une plateforme d'analyse des données issues du MeDIP-Seq. De potentielles régions candidates identifiées par cette technique sur le génome entier peuvent ensuite être validées en utilisant des sélectors, sondes permettant la capture de régions génomiques d'intérêt. Nous avons introduit un traitement au bisulphite dans le protocole de sélection afin de développer un nouvel outil pour une analyse multiplexe. 98 loci ont été enrichis dans 6 échantillons puis séquencés en parallèle sur un séquenceur de paillasse (GS Junior, Roche). La combinaison de ces technologies permettra d'établir des cartes du méthylome et d'identifier des nouveaux biomarqueurs épigénétiques pour diagnostiquer et pronostiquer les cancers et maladies complexes.

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Issa, Elissar. „La méthylation de l'ADN dans les tissus mammaires normaux et le risque de cancer du sein controlatéral“. Master's thesis, Université Laval, 2018. http://hdl.handle.net/20.500.11794/29819.

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INTRODUCTION : Les femmes souffrant d'un cancer du sein (CS) ont un risque accru de développer un second cancer du sein controlatéral (CSC). Ce risque est 3 à 5 fois plus élevé que le risque de développer un premier cancer par des femmes de la population générale. La méthylation de l'ADN est connue pour être impliquée dans le développement du cancer, et des changements dans le profil de méthylation des cellules tumorales mammaires ont déjà été observés. OBJECTIF : Nos objectifs étaient d’étudier les changements de la méthylation globale de l'ADN dans les tissus mammaires normaux ainsi qu’identifier les sites spécifiques différentiellement méthylés qui étaient associés à une augmentation du risque de CSC. MÉTHODES : Il s’agit d’une étude cas-témoins (1:1) nichée dans une cohorte de 1242 femmes avec CS. Les cas (n=20) ont été diagnostiqués avec un CSC pendant leur suivi, mais pas les témoins (n=20). Les cas étaient appariés aux témoins pour les facteurs de risque de CSC tels que l'année de chirurgie, l'âge, l’histoire familiale de CS et le traitement. L’ADN a été extrait des tissus mammaires normaux (pour minimiser l’effet de champs) à plus de 1 cm de la tumeur enrobés en paraffine et la méthylation a été mesurée par Illumina Infinium 450K. RÉSULTATS : L’hypométhylation globale de l’ADN a été associée à une diminution de risque de CSC avec un rapport de cotes et intervalle de confiance à 95% = 0,714 (0,227-2,251), mais cette association n’était pas significative. De plus, une hypométhylation non significative dans les régions 3’UTR et intergéniques a été observée chez les cas par rapport aux témoins. Nous avons noté aussi une hyperméthylation des gènes ELOVL6, DACT2, LHX2, GABRA5 et OSBP2 qui peut être associée au risque de développer un CSC. CONCLUSION : L'hypométhylation à l'échelle de l'épigénome de l'ADN à partir des tissus mammaires normaux adjacents à la tumeur peut être prédictive du risque de CSC. De plus, l’hyperméthylation de certains gènes spécifiques dans les tissus mammaires normaux peut possiblement être utile en tant que biomarqueur clinique du CSC si nos résultats étaient validés dans une cohorte plus grande
INTRODUCTION: Women with breast cancer (BC) have an increased risk of developing a contralateral breast cancer (CBC). This risk is 3 to 5 times higher than the risk of developing primary breast cancer by women in the general population. The methylation of DNA is known to be involved in the development of cancer, and changes in methylation profile in breast tumor cells have already been observed. OBJECTIVE: Our aims are to identify changes in global DNA methylation as well as the differentially methylated sites that are associated with an increased risk of developing CBC. METHODS: This is a case-control study (1:1) nested in a cohort of 1242 women. Cases (n = 20) were diagnosed with CBC during follow-up but not Controls (n = 20). Cases were matched to controls for CSC risk factors such as year of surgery, age, family history of BC, and the treatment. The DNA was extracted from normal breast tissue (to minimize field effect) more than 1 cm from the paraffin-embedded tumor and the methylation was measured by Illumina Infinium 450K. RESULTS: Global DNA hypomethylation was associated with a decreased risk of CBC with an odd ratios and a confidence interval at 95% = 0.714 (0.227-2.251), but this association was not significant. In addition, non-significant hypomethylation in 3'UTR and intergenic regions was observed in cases compared with controls. We have also found hypermethylation of the ELOVL6, DACT2, LHX2, GABRA5 and OSBP2 genes that may be associated with the risk of developing CBC. CONCLUSION: Global DNA hypomethylation from adjacent normal tissues may be predictive of the risk of CBC. In addition, hypermethylation of specific genes such as CCDC108, ELOVL6, DACT2, LHX2, GABRA5 and OSBP2 in normal breast tissues may therefore be useful as a clinical biomarker of CBC if our results were validated in a larger cohort.

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Spadiliero, Barbara. „Epigenetic traits in the parasite Trypanosoma cruzi : DNA and histones modifications linked to its life cycle“. Paris 6, 2009. http://www.theses.fr/2009PA066759.

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Ghabreau, Lina. „Poly(ADP-ribose)polymérase-1 (PARP-1) et méthylation de l'ADN, nouveaux partenaires des récepteurs hormonaux dans la carcinogenèse de l'endomètre“. Lyon 1, 2005. http://www.theses.fr/2005LYO10067.

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Les récepteurs des œstrogènes (ER) et de la progestérone (PR) sont les facteurs pronostics et prédictifs les plus documentés dans le cancer endometrioïde. Des études biochimiques ont pu démontrer que la poly(ADP-ribose) polymérase (PARP-1), molécule sensible aux cassures de l’ADN est associée avec le domaine de liaison à l’ADN de PR. Nous avons étudié la méthylation globale de l’ADN et l’expression de PARP-1 dans les lésions prénéoplasiques et néoplasiques de l’endomètre et leurs corrélations avec PR : les expressions de PARP-1 et de PR sont corrélées, dans chaque stade, positivement (p<0. 0001), à l’exception des carcinomes non-endometrioides. Une corrélation positive est également observée entre la méthylation globale de l’ADN et l’expression de PR (p <0. 0001). La synergie de ces deux phénomènes : méthylation globale de l’ADN et expression de PARP-1 joue un rôle crucial dans la régulation de l’action de la progestérone dans le développement du cancer endométrioïde de l’endomètre

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Walter, Marius. „Transposon regulation upon dynamic loss of DNA methylation“. Thesis, Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066672/document.

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Les transposons sont des séquences d’ADN qui ont la capacité de se dupliquer de façon autonome, posant une menace pour l’intégrité et la stabilité du génome. De nombreux mécanismes existent pour contrôler l’expression des transposons, parmi lesquels la méthylation de l’ADN joue un rôle particulièrement important. Chez les mammifères, les profils de méthylation sont stables tout au long de la vie de l’individu, mis-à-part pendant deux moments clés du développement embryonnaire. Pendant ces deux périodes, la méthylation de l’ADN est globalement effacée, ce qui corrèle avec l’acquisition d’un état cellulaire pluripotent, puis rétablie. En utilisant un système cellulaire de reprogrammation de méthylation induite, ce travail s’est attaché à comprendre comment le génome parvient à maintenir le contrôle des transposons en l’absence de cette protection d’ordinaire essentielle, J’ai pu démontrer que divers mécanismes chromatiniens compensent progressivement la disparition de la méthylation de l’ADN pour le maintien de la répression des transposons. En particulier, la machinerie Polycomb prend en partie le relai et acquiert un rôle primordial, spécifiquement en l’absence de méthylation de l’ADN. Dans un second temps, la contribution du cofacteur d’ADN méthyltransférase DNMT3l lors de la méthylation de novo a été étudiée. Dans sa globalité, ces découvertes offrent des perspectives nouvelles sur la façon dont le génome se réorganise lors de moments clés du développement embryonnaire
Transposons are DNA sequences that can duplicate autonomously in the genome, posing a threat for genome stability and integrity. To prevent their potentially harmful mobilization, eukaryotes have developed numerous mechanisms that control transposon expression, among which DNA methylation plays a particularly important role. In mammals, DNA methylation patterns are stable for life, at the exception of two key moments during embryonic development, gametogenesis and early embryogenesis. After a phase a global loss of genomic methylation accompanying the acquisition of pluripotent states, DNA methylation patterns are re- established de novo during differentiation. This work attempted to elucidate how the genome copes with the rapid loss of DNA methylation, in particular regarding the control of transposons in absence of this essential protective mark. Using an embryonic cellular model of induced methylation reprogramming, I showed that various chromatin-based mechanisms can compensate for the progressive loss of DNA methylation. In particular, my results suggest that the Polycomb machinery acquires a critical role in transposon silencing, providing a mechanistic relay specifically when DNA methylation patterns are erased. In a second phase, this work analyzed the contribution of the DNA methyltransferase cofactor DNMT3l during events of embryonic de novo methylation. Overall, these findings shed light onto the processes by which genome regulation adapts during DNA methylation reprogramming

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Lhaneche, Leila. „Modifications génétiques et épigénétiques et régulation de l'expression du gène SOSTdans l'os humain“. Paris 7, 2013. http://www.theses.fr/2013PA077144.

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SOST code la sclérostine, un facteur produit par les ostéocytes et qui inhibe la voie de signalisation canonique wnt/P caténine et la formation osseuse. La variation de l'expression de SOST dans l'os modifie la formation osseuse et la résistance de l'os. Mon travail de thèse a eu pour but de déterminer chez l'homme le rôle de modifications naturelles de l'ADN, génétiques ou épigénétiques, sur l'expression de gènes dans l'os et d'étudier leurs conséquences dans une pathologie osseuse. Ce travail a montré que le polymorphisme rs851054 du promoteur de SOST est associé d'une part à la variation de l'expression de SOST dans 56 échantillons d'os trabéculaire humains et d'autre part au taux de fracture et à la densité minérale osseuse dans une cohorte d'individus atteints d'ostéogenèse imparfaite (OI), une maladie monogénique rare avec fragilité osseuse. L'allèle G, associé à une augmentation de l'expression de SOST est aussi associé à un plus grand risque de fractures et une DMO basse dans l'OI. Ce travail a aussi montré que la baisse de méthylation de 13 sites CpG situés au niveau du 1er exon de SOST est corrélée avec la baisse de l'expression de SOST dans 14 échantillons d'os trabéculaire humain. En conclusion, ce travail suggère que des variations génétiques et épigénétiques de la séquence de SOST pouvaient avoir des conséquences sur l'expression du gène SOST. Nos données indiquent également un lien entre expression de SOST et sévérité dans une pathologie osseuse telle l'OI
SOST encodes sclerostin, an inhibitor of bone formation produced by osteocytes that antagonizes canonical Wnt signaling and bone formation. Variations of SOST expression have an impact on bone mineral density (BMD) and bone strength. My thesis goal was to find out how natural DNA modifications, genetic and epigenetic, are able to modulate gene expression in human bone samples and modify bone phenotype in human diseases. In one hand we showed that rs851054 polymorphism located in SOST promoter is associated with SOST expression variation in trabecular bone samples of 56 healthy individuals, and in the other hand we showed that fracture rate and BMD in 131 patients with osteogenesis imperfecta (OI), which is a rare disease characterized by low BMD and bone fragility. Besides, we also investigated the role of CpG methylation in SOSTmKNA expression, and analyzed methylation variation at 13 CpG sites on the 1st exon ofSOST in 14 human bone samples. We found that decrease in DNA methylation is correlated with decrease in SOSTgene expression. In conclusion, we showed that genetic and epigenetic variation of the SOST gene ma> contribute to change in SOST expression SOST expression in human bone. Our data also indicate that variations in SOS1% expression may be related to the severity of OI

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Wagschal, Alexandre. „Implication de l'histoine méthytransférase G9a dans la régulation de l'empreinte génomique chez la souris“. Montpellier 2, 2007. http://www.theses.fr/2007MON20162.

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Yaman-Deveci, Ruken. „Implication des méthyltransférases de l'ADN dans l'établissement des méthylations symétrique (CpG) et asymétrique (non-CpG) dans la lignée germinale mâle chez la souris“. Nice, 2006. http://www.theses.fr/2006NICE4005.

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La méthylation de l'ADN est une modification épigénétique majeure chez les mammifères. Elle s'effectue essentiellement sur les dinucléotides CpG. Elle est contrôlée par les méthyltransférases de l'ADN (Dnmt(s)). Les profils de méthylation sont très stables au cours des générations. Cependant, deux périodes voient des remaniements importants de ces profils, la période la plus précoce du développement et la gamétogenèse. Bien que la mise en place de nouveaux profils de méthylation soit primordiale pour la survie de l'espèce, les mécanismes impliqués dans ce processus sont mal connus. Afin d'apporter des éléments de réponse à cette question, j'ai, tout d'abord, analysé le rôle d'une Dnmt de novo, la Dnmt3a, au cours de la spermatogenèse. J'ai montré que la méthylation des éléments répétés et rétrotransposons n'était peu ou pas affectée en absence de cette enzyme mais que le profil de méthylation de gènes soumis à empreinte était complètement altéré. Cette analyse suggère également que l'entrée en méiose des cellules germinales mutantes dépend, en partie de la protéine Dnmt3a puisque l'entrée en méiose est ralentie dans ce contexte génétique. La seconde approche utilisée fût de préciser les mécanismes moléculaires impliqués dans le maintien au cours des générations d'un profil de méthylation très originale affectant les cytosines incluses dans des sites non-CpG. Grâce à l'utilisation d'un système modèle expérimental où cette méthylation s'avère être stable et fidèlement reproduite de génération en génération, nous avons montré que la méthylation non-CpG dépend de la méthylation CpG puisqu'en absence de la protéine Dnmt1, les profils de méthylation non-CpG sont altérés
DNA methylation is a major epigenetic modification in mammals. It is present primarily on CpG dinucleotides and controlled by the DNA methyltransferases (Dnmt(s)). Methylation patterns are very stable through the generations. However, two periods involve significant alterations of these profiles, the earliest period of embryonic development and gametogenesis. Although the establishment of new methylation profiles is of great biological importance, the mechanisms involved in this process are largely unknown. To attempt to answer this question I firstly investigated the role of de novo Dnmt, Dnmt3a, during spermatogenesis. I showed that methylation of repeated elements and retrotransposons was not greatly perturbed by the absence of this enzyme while, in contrast, the pattern of methylation of imprinted genes was completely disrupted. This analysis also suggests that entry into meiosis of the mutant germ cells depends partly on the Dnmt3a protein as this process is slower in a Dnmt3a mutant background. The second question I investigated was the nature of the molecular mechanisms involved in the maintenance through the generations of the methylation patterns of cytosines included in non-CpG sites. By using an experimental model system where such non-CpG methylation events are both stable and accurately transmitted from generation to generation, we have shown that methylation of non-CpG sites depends on CpG methylation, since in absence of the Dnmt1 protein, non-CpG methylation patterns are diminished

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Gaillard, Marie-Cécile. „Méthylation de l'ADN et topologie nucléaire : quels rôles dans la pathogenèse de la dystrophie facio-scapulo-humérale ?“ Thesis, Aix-Marseille, 2015. http://www.theses.fr/2015AIXM5061.

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En 3ème position de fréquence parmi les myopathies, la dystrophie facio-scapulo humérale (FSHD) reste encore très énigmatique malgré l’association génétique avec la contraction d’une région du locus 4q35 contenant le macrosatellite D4Z4. Au cours de ce projet, l’étude de la régulation de la méthylation de l’ADN par séquençage après traitement au bisulfite de sodium ou par MeDIP chez les patients FSHD a montré des profils de méthylation similaires entre porteurs asymptomatiques et contrôles d’une part et patients FSHD1 et FSHD2 d’autre part. Ces deux groupes de malades présentent une hypométhylation principalement au niveau de la région proximale de D4Z4. Des mutations d’un nouveau gène candidat, SMCHD1, ont été décrites dans la plupart des cas de FSHD2, pour lesquels nous retrouvons fréquemment mais non systématiquement une baisse de la méthylation. D4Z4 joue également un rôle clé dans la régulation des extrémités chromosomiques et leur dynamique d’organisation tri-dimensionnelle dans l’espace nucléaire. Afin d’étudier la dynamique du locus 4q35 au cours de la différenciation cellulaire, nous avons mesuré les interactions spécifiques de différentes régions géniques au sein du locus et suivi l’évolution de la conformation de la chromatine dans différents contextes biologiques grâce à une méthode de FISH en trois dimensions couplée à une analyse in sillico des images (3D-FISH). Le retour à un état de pluripotence par la production d'hIPSCs montre un comportement nucléaire de ces régions proche de celui observé chez les contrôles. Enfin nous avons suivi la conformation du locus jusqu’à la formation de fibres musculaires matures multinuclées
In the third position in term of frequency among the myopathies, facio-scapulo humeral dystrophy (FSHD) remains enigmatic despite the genetic correlation with the contraction of the 4q35 locus containing the macro satellite, D4Z4. In this project, the involvement of DNA methylation has been investigated in FSHD patients using bisulfite sequencing or MeDIP. These analyses revealed similar DNA methylation patterns between asymptomatic carriers and controls and between FSHD1 and FSHD2 patients. These two groups of patients show a marked hypomethylation mostly in the proximal region of D4Z4. Moreover, the recent discovery of mutations of a new candidate gene, SMCHD1 have been observed in most FSHD2 cases. In these patients, we observed frequent but not systematical association between decreased methylation and SMCHD1 mutation. This gene might be associated with D4Z4 DNA methylation maintenance; however its function remains unknown. D4Z4 plays a crucial role in chromosomal ends regulation and three-dimensional dynamics of the locus within the nuclear space. In order to study the dynamics and topology of the 4q35 locus during the skeletal muscle differentiation, we measured specific interactions between different regions within the locus and followed this chromatin conformation in different biological situations thanks to FISH in three-dimensions followed by in sillico analysis of the images (3D-FISH). Upon pluripotency in induced pluripotent stem cells derived from human fibroblasts (hIPSCs) display the same nuclear organization as in controls. Finally, we have followed the configuration of the locus during skeletal muscle commitment

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Magalhaes, Milena. „La méthylation de l'ADN est altérée dans les cellules nasales et sanguines des patients atteints de mucoviscidose“. Thesis, Montpellier, 2016. http://www.theses.fr/2016MONTT024.

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La mucoviscidose (CF) est la maladie génétique récessive létale la plus fréquente dans la population caucasienne. Elle est caractérisée par une obstruction et des infections des voies respiratoires et une inflammation chronique. La morbidité et la mortalité sont principalement dues à l'atteinte pulmonaire, qui est variable chez les patients, même lorsqu’ils sont porteurs du même génotype. Les facteurs responsables sont multiples : les mutations dans CFTR (le gène responsable de la maladie), les gènes modificateurs, mais aussi les facteurs environnementaux et les modifications épigénétiques. L'objectif principal de ce projet était de déterminer s'il y avait une corrélation entre la méthylation de l'ADN et la sévérité de l'atteinte pulmonaire chez les patients CF. Nous avons obtenu la cohorte METHYLCF (49 patients CF p.Phe508del homozygotes et 24 témoins sains) ainsi qu’une biobanque d'ADN à partir de sang total et de cellules épithéliales nasales (NEC). Les patients CF ont été stratifiés en fonction de leur VEMS, ajusté à l’âge. D’une part, nous avons analysé la méthylation de l'ADN dans CFTR plus 13 gènes modificateurs en utilisant la méthode de conversion au bisulfite et séquençage de nouvelle génération (plateforme 454 Roche). D’autre part, nous avons réalisé une analyse pan-génomique de la méthylation de l'ADN avec la plateforme 450k BeadChip (Illumina). Les sites différentiellement méthylés (DMS) sélectionnés ont été validés par pyroséquençage (PyroMark Q24, Qiagen). Deux gènes modificateurs ont été identifiés comme différentiellement méthylés chez les patients CF par rapport aux témoins: EDNRA dans le sang et HMOX1 dans le sang et dans les NEC. De façon intéressante, dans les NEC, la méthylation de EDNRA, HMOX1 et GSTM3 a été corrélée avec la sévérité de l’atteinte pulmonaire. De plus, de faibles niveaux de méthylation d'ADN dans GSTM3 ont été associés à la présence de l'allèle GSTM3*B, un polymorphisme de séquence qui a un effet protecteur chez les patients CF. Grâce à l'analyse tout-génome, nous avons identifié 1267 DMS, associés à 638 gènes, chez les patients CF par rapport aux témoins, et 187 DMS, associés à 116 gènes, chez les patients CF sévères par rapport aux modérés. Parmi ces gènes, il y a de nombreux gènes importants pour l’adhésion cellulaire et les réponses immunitaire et inflammatoire. Les DMS identifiés sont enrichis dans des régions prédites comme enhancers, pouvant représenter des séquences régulatrices, mais également en régions intergéniques. De façon intéressante, 80 gènes différentiellement méthylés sur 638 étaient différentiellement exprimés (méta-analyse de données transcriptomiques disponibles). Six sur neuf DMS sélectionnés ont été validés et cinq DMS sur six ont été répliqués dans une population indépendante. De plus, 23 DMS, dont 10 intergéniques, étaient corrélés avec le VEMS. Notre étude a montré que la méthylation de l'ADN est profondément modifiée dans le sang et dans les NEC des patients CF. Des faibles changements de méthylation de l'ADN ont été observés dans des gènes modificateurs connus ; des changements de méthylation plus importants ont été observés dans d'autres gènes qui pourraient représenter de nouveaux modificateurs de la fonction pulmonaire. Ensemble, ces gènes pourraient moduler la sévérité de l’atteinte pulmonaire chez les patients CF
Cystic fibrosis (CF) is the most common life-threatening recessive genetic disease in the Caucasian population. It is characterized by airway obstruction, respiratory infection and inflammation. Morbidity and mortality are mainly due to lung disease, which is variable among CF patients, even for those having the same genotype. Contributing factors are mutations in CFTR (the disease-causing gene), modifier genes, but also environmental factors and epigenetics. The main goal of this project was to determine whether there was a correlation between DNA methylation and the severity of CF lung disease. We built the METHYLCF cohort (49 p.Phe508del homozygous CF patients and 24 healthy controls) and a DNA biobank from whole blood and nasal epithelial cells (NEC). CF patients were stratified accordion to their FEV1% predicted, adjusted to age. We profiled DNA methylation at 14 modifier genes using bisulfite conversion and next-generation sequencing (454 Roche). Genome-wide DNA methylation was analyzed with the 450K Beadchip (Illumina). Selected differentially methylated sites (DMS) were validated by pyrosequencing. Using the candidate modifier gene approach, we showed that two CF modifier genes were differentially methylated in CF patients compared to controls: EDNRA in blood and HMOX1 in blood and NEC. Methylation of EDNRA, HMOX1 and GSTM3 was associated with lung disease severity in NEC. Interestingly, low DNA methylation levels at GSTM3 were associated with the GSTM3*B allele, a polymorphic 3-bp deletion that has a protective effect on CF patients. In addition, through the genome-wide analysis, we identified 1267 DMS, associated with 638 genes, between CF patients and controls and 187 DMS, associated with 116 genes, between severe CF and mild CF patients. DMS were enriched at predicted enhancers, which may represent regulatory sequences, and also at intergenic regions. Gene ontology analyses highlighted cellular processes relevant to CF, i.e. cell adhesion and inflammatory and immune response. Interestingly, 80 out of 638 differentially methylated genes were differentially expressed in publicly available NEC transcriptomic data. Six out of 9 selected DMS were validated and five out of six DMS were replicated in an independent set of patients. Additionally, 23 DMS, 10 of which were intergenic, correlated with FEV1% predicted. Our study has shown that DNA methylation is altered in blood and NEC of CF patients. Small DNA methylation changes were observed at known CF modifier genes; more dramatic DNA methylation changes were found at other genes that may impact lung function. Collectively, these epigenomic variations may lead to different degrees of lung disease severity in CF patients

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Joulie, Michaël. „Recherche de nouvelles protéines humaines se liant à l'ADN méthylé“. Thesis, Paris 11, 2011. http://www.theses.fr/2011PA112157/document.

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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
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

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Lahouze, Benoit. „Role of DNA methylation in meiotic recombination in Arabidopsis thaliana“. Thesis, Paris 11, 2015. http://www.theses.fr/2015PA112128/document.

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Pendant la méiose, la division cellulaire qui forme les cellules haploïdes, les chromosomes homologues hérités de chacun des deux parents sont appariés et échangent des segments réciproques appelés crossing-overs (CO). Les CO ne sont pas distribués au hasard dans le génome et leur taux varie le long des chromosomes. Certains des mécanismes responsable ont été décrits chez les mammifères et la levure mais ne sont pas conservés chez les plantes. Les CO sont fortement inhibés dans l'hétérochromatine qui est riche en éléments répétés. Le degré élevé de méthylation d l'ADN qui caractérise les séquences répétées pourrait être un inhibiteur des CO. Cela a été clairement démontré chez le champignon Ascobolus immersus et des études récentes ont montré que la perte de méthylation modifiait la distribution des CO chez Arabidopsis thaliana. Le but de ma thèse a été de décrire plus précisément le rôle de la méthylation de l'ADN dans le contrôle des CO en l'absence de polymorphisme de séquence qui affecte aussi la recombinaison.Pour cela, j'ai mesuré la recombinaison dans différentes plantes dans lesquelles la méthylation de l'ADN a été partiellement ou totalement enlevée grâce à la mutation du gène ddm1. Pour tester l'effet opposé d'un gain de méthylation, j'ai aussi essayé de cibler la methylation de l'ADN à un point chaud de recombinaison connu. Mes résultats montrent que la parte de la méthylation de l'ADN entraîne une augmentation globale de la recombinaison. Paradoxalement, l'heterochromatine qui est normalement très méthylée est moins affectée par la perte de méthylation que le reste du chromosome, probablement car la méthylation de l'ADN a des effets à distance. L'augmentation de CO est accentuée dans les générations successives du mutant ddm1. Cependant, l'effet le plus important est observé dans les hétérozygotes où la moitié du génome seulement est hypométhylée, ce qui suggère un rôle complexe de la méthylation. Finalement, j'ai pu montrer que le polymorphisme affecte la recombinaison surtout dans l'hétérochromatine mais pas dans le sens attendu puisque les plantes homozygotes recombinent moins que les plantes hétérozygotes
During meiosis, the cellular division that gives rise to haploid cells, homologous chromosomes inherited from each parent are paired and are subjected to reciprocal exchanges of chromosome segments called crossing-overs (COs). COs are not randomly distributed in the genome. Some of the involved mechanisms have recently been described in mammals and yeast bu they are not conserved in plants. Repeat-rich heterochromatin is suppressed for COs. The high level of DNA methylation associated with repeats could be an inhibitor of COs. This was clearly demonstrated in the fungus Ascobolus immersus and recent studies have shown that the loss of DNA methylation also affects COs in Arabidopsis thaliana. The aim of my thesis was to describe more precisely the role of DNA methylation in the control of CO distribution in the absence of any DNA sequence polymorphism which are known to affect recombination. For this purpose, I measured recombination in different plants where DNA methylation has been partially or completely removed thanks to the mutation of the DDM1 gene. To test the opposed effect of a gain of DNA methylation,.I also tried to target DNA methylation at a known recombination hotspot. My results show that the loss of DNA methylation induces a global increase of recombination. Paradoxically, the normally highly methylated heterochromatin is less affected by this loss than the rest of the chromosome, probably because DNA methylation has distal effects. The increased recombination is exacerbated in successive generations of the hypomethylated ddm1 mutants. However, the strongest effect is seen in the heterozygotes where only half of the genome is hypomethylated, suggesting a complex role in the control of CO distribution. Finally, I show that DNA sequence polymorphism affects mainly recombination in the heterochromatin but not in the expected sense, since homozygous plants recombine less than heterozygous

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Dupont, Jean-Michel. „Méthylation de l'ADN et régulation transcriptionnelle : ontogène de l'empreinte au cours de la spermatogénèse et conséquences sur l'architecture de l'hétérochromatine constitutive“. Paris 5, 2001. http://www.theses.fr/2001PA05CD06.

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Les modifications épigénétiques de l'ADN constituent un moyen de contrôle de la transcription, principalement par la méthylation des cytosines qui joue un rôle prépondérant dans l'empreinte parentale de l'organisation du génome en domaines d'expression. L'empreinte permet le contrôle de l'expression d'un gène en fonction de son origine parentale. Un des aspects non résolus de ce phénomène est de comprendre comment s'opère sa mise en place pendant la gamétogénèse. L'étude de l'évolution de la méthylation de deux gènes soumis à empreinte (H19 et PEG1/MEST) pendant la spermatogénèse montre que l'empreinte est dans un premier temps effacée chez l'embryon, puis qu'elle est secondairement réinstallée, uniquement sur le gène d'expression maternelle, avant l'entrée en méiose des spermatogonies. L'analyse du profil de méthylation de séquences satellites dans deux situations ou elles sont hypométhylées, le syndrome ICF et le trophoblaste, permet de mieux comprendre l'influence de la méthylation sur l'hétérochromatine. Le syndrome ICF associe des anomalies chromosomiques et une hypométhylation des satellites 2, suggérant une relation entre les deux. Cependant, l'étude des satellites 3 dans ce syndrome montre qu'ils sont également déméthylés sans altérations morphologiques des régions chromosomiques correspondantes. Ces anomalies chromosomiques pourraient donc être la conséquence d'une modification des interactions entre l'hétérochromatine et certaines protéi͏̈nes de liaison spécifiques du satellite 2. Cette hypothèse est renforcée par l'observation que le profil de méthylation d 'une séquence de satellite 2 dans le trophoblaste montre une organisation en groupes des CpG déméthylés le long de la séquence. Ceci suggère que la déméthylation de l'hétérochromatine dans le placenta est contôlée de manière à modifier certaines interactions ADN-protéi͏̈nes, ce qui pourrait retentir sur l'organisation du génome au sein du noyau et participer à la régulation transcriptionnelle de cet organe.

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Pagé-Larivière, Florence. „Analyse spatiotemporelle des enzymes de déméthylation de l'adn et des histones dans l'embryon bovin“. Thesis, Université Laval, 2013. http://www.theses.ulaval.ca/2013/29879/29879.pdf.

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Chez les mammifères, le passage d’une génération à une autre nécessite la reprogrammation du génome. Cette reprogrammation nécessite la déméthylation de l’ADN parternel et maternel ainsi que celle des lysines des histones suite à la fécondation. Des familles d’enzymes ont récemment été associées à ces processus : les déaminases, notamment Aicda (activation-induced cytosine deaminase), et les Tet (Ten-eleven translocation) désoxygénase, Tet1, Tet2 et Tet3. Plusieurs déméthylases des lysines des histones (KDM) ont été identifiées au cours des dernières années mais très peu d’informations sont disponibles à leur sujet, particulièrement en ce qui a trait à l’embryon bovin. Notre étude s’est attardée à dresser un profil d’expression spatiotemporel de ces familles d’enzymes lors des différents stades embryonnaires précoces chez la vache. Nous suggérons que Tet3 participe activement à la déméthylation de l’ADN, possiblement assisté par Tet2, mais sans Tet1 ni Aicda. Nous montrons également que KDM3A, KDM4A, KDM4C et KDM5B sont présents à des stades et à des endroits précis de l’embryon suggérant ainsi un rôle dans certains processus clés du développement embryonnaire. Ces informations ouvrent la voie à de nouvelles recherches afin de comprendre les modifications de l’épigénome et de réduire les anomalies épigénétiques rencontrées chez les animaux issus de certains protocoles de reproduction assistée.
In mammals, the transition from one generation to the next requires genomic reprogramming. Such epigenetic change is mediated by paternal and maternal DNA demethylation as well as histone lysines demethylation after fertilization, which is a poorly understood process. Some family of enzymes have recently been associated to those process: the deaminases, like Aicda (activation-induced cytosine deaminase), and Tet (Ten-eleven translocation) dioxygenases, Tet1, Tet2 and Tet3. Many lysine specific histone demethylases (KDM) have been identified in the past few years but little is known about their roles in mammalian embryo. The objective of this study was to develop of a spatiotemporal expression profile of those proteins at different preimplantation stage of bovine embryo. We suggest an active participation of Tet3 in DNA methylation, possibly supported by Tet2 but without Tet1 or Aicda. We also demonstrate the presence and specific localization of KDM3A, KDM4A, KDM4C and KDM5B which may suggest a role during the different embryonic stages. This information opens up the possibilities for further research in order to reduce epigenetic abnormalities associated to assisted reproduction technologies.

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Kilin, Vasyl. „Analyse par de nouveaux outils de fluorescence du mécanisme de la protéine UHRF1 dans la méthylation de l'ADN“. Thesis, Strasbourg, 2016. http://www.theses.fr/2016STRAJ008/document.

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Les profils de méthylation de l’ADN sont des marques épigénétiques essentielles contrôlant l'expression génétique spécifique des tissus. Ces profils sont fidèlement reproduits par l’enzyme DNMT1 qui est dirigée par la protéine UHRF1 vers les sites CpG hémiméthylés (HM). La spécificité élevée d’UHRF1 vis-à-vis de ces sites CpG HM est liée à la capacité de son domaine SRA de basculer sélectivement les résidus méthylcytosine (mC). Par conséquent, la compréhension de la capacité d’UHRF1 à lire les séquences d'ADN et de basculer leurs résidus mC est une question importante en épigénétique moléculaire. Dans le présent travail, nous avons utilisé des analogues de nucléobases sensibles à l'environnement pour étudier le basculement de base induit par SRA. Nous avons découvert qu’un étiquetage par la 2-thiényl-3-hydroxychromone (3HCnt) à proximité de la cible CpG méthylée, permet le suivi de ce basculement SRA-induit de mC et de sa dynamique. Les spectroscopies de fluorescence à l'état stationnaire et de "stopped flow" ont montré des différences significatives entre les ADNs HM et non méthylé (NM) vis-à-vis de la reconnaissance et la cinétique de liaison du SRA. Effet, nous avons montré que SRA est capable de se lier et de glisser avec une cinétique rapide sur le duplex NM, en accord avec le rôle de lecteur d’UHRF1. Par contre, la cinétique de basculement de mC s’avère beaucoup plus lente, ce qui augmente sensiblement la durée de vie d’UHRF1 lié à un site CpG hémi-méthylé et donc la probabilité de recruter DNMT1 afin de dupliquer fidèlement le profil de méthylation de l’ADN. Nous avons ainsi obtenu pour la première fois un test capable de suivre le basculement de la base induit par UHRF1, ce qui nous a permis de proposer un mécanisme pour le recrutement de DNMT1 par UHRF1 sur les sites HM
DNA methylation patterns are key epigenetic marks which control tissue specific gene expression. These patterns are faithfully replicated by the DNMT1 enzyme which is directed by the UHRF1 protein to hemi-methylated (HM) CpG sites. The high specificity of UHRF1 to HM CpG sites is related to the ability of its SRA domain to selectively flip methylcytosine (mC) residues. Therefore, the understanding of how UHRF1 reads DNA sequences and flips mC residues is an important question in molecular epigenetics. In the present work, we apply environment-sensitive nucleobase analogues to study the SRA-induced base flipping. We found that only labelling by 2-thienyl-3-hydroxychromone (3HCnt) outside but close to the target methylated CpG allows monitoring the SRA-induced mC-flipping and its dynamics. Fluorescence steady-state spectroscopy and stopped flow measurements showed significant differences in the recognition and binding kinetics of SRA for HM and non-methylated (NM) DNA. Indeed, SRA was found to bind and slide with fast kinetics on NM duplexes, in line with the reader role of UHRF1. In contrast, the kinetics of mC flipping was found to be much slower, substantially increasing the lifetime of UHRF1 bound to a CpG site in HM duplexes and thus, the probability of recruiting DNMT1 in order to faithfully duplicate the DNA methylation profile. Therefore, we proposed for the first time an assay able to sensitively monitor the UHRF1-induced base flipping, which helped us to provide a possible mechanism for the UHRF1 directing function on DNMT1

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Viré, Emmanuelle. „Etude de la méthylation de l'ADN, du remodelage de la chromatine au cancer, une approche mécanistique de l'épigénétique“. Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 2008. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/210513.

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La régulation transcriptionnelle des gènes constitue une étape clef de la biologie cellulaire. Parmi les mécanismes impliqués dans la répression génique, les modifications épigénétiques jouent un rôle fondamental. Deux machineries épigénétiques, la méthylation de l’ADN et les protéines du groupe Polycomb, établissent des profils moléculaires qui permettent de distinguer les formes active et inactive de la chromatine. L’établissement et la maintenance de la répression épigénétique des gènes interviennent dans de nombreux processus liés au développement tant biologiques (inactivation du chromosome X chez les mammifères femelles, empreinte génomique ou encore l’expression de gènes tissus-spécifiques) que pathologiques (cancers).

Au cours de notre thèse de doctorat, nous nous sommes attachés à l’étude des mécanismes par lesquels la méthylation de l’ADN est ciblée en des régions génomiques précises et participe à la répression de l’expression des gènes. La méthylation de l’ADN est catalysée par des enzymes, appelées méthyltransférases de l’ADN (DNMTs), qui transfèrent des résidus méthyls sur les cytosines. Cette modification chimique covalente constitue un niveau de contrôle transcriptionnel important :il existe une corrélation entre méthylation de l’ADN et répression de l’expression génique au niveau de sites génomiques spécifiques. En outre, il semble de plus en plus clair qu’une méthylation aberrante de l’ADN participe au processus de cancérogenèse. A l’heure actuelle, les mécanismes moléculaires par lesquels la méthylation contribue au développement, à la différenciation et à la répression génique restent peu connus. Les données de la littérature suggèrent l’existence d’un lien étroit entre la méthylation de l’ADN et la structure de la chromatine. Celle-ci est notamment régulée par des modifications post-traductionnelles des histones. Il apparaît de plus en plus évident que la méthylation de l’ADN et les modifications des histones prennent part à une «boucle de répression» assurant le maintien et la propagation d’états épigénétiques répressifs. L’étude des mécanismes de la répression médiée par les DNMTs s’avère donc étroitement liée à celle de la structure de la chromatine.

Dans ce contexte, notre travail de thèse est basé sur l’hypothèse selon laquelle les deux principaux systèmes épigénétiques, la méthylation de l’ADN et les protéines Polycomb, agiraient de concert. Les protéines Polycomb participent au système de mémoire cellulaire, régulent l’expression et la différenciation, agissent sous forme de complexes multimériques associés à la chromatine et interviennent dans le contrôle de la prolifération cellulaire. Au cours de notre travail, nous nous sommes particulièrement intéressé à la protéine Polycomb EZH2 (Enhancer of Zeste) parce qu’elle possède une activité méthyltransférase d’histone sur les 27 de l’histone H3, impliquée dans la répression transcriptionnelle.

Dans un premier temps, nous avons mis en évidence un lien mécanistique entre les deux machineries épigénétiques principales, méthylation de l’ADN et protéines du groupe Polycomb. Nous avons montré qu’EZH2 interagit in vivo avec les DNMTs et purifie une activité méthyltransférase de l’ADN in vitro. Des expériences d’immunoprécipitation de la chromatine indiquent que les DNMTs fixent les régions promotrices de gènes cibles de EZH2 et que cette liaison est dépendante de la présence d’EZH2. Par ailleurs, l’analyse des promoteurs cibles d’EZH2 par séquençage au bisulfite suggère qu’EZH2 semble également requise pour la méthylation de l’ADN de ces séquences. Nos résultats permettent l’ébauche d’un modèle où EZH2 agit comme une plateforme de recrutement pour les DNMTs (Viré et al. Nature 2006).

Dans la deuxième partie de notre travail, nous avons investigué le rôle de MeCP2 dans ce modèle. MeCP2 est une protéine à domaine MBD (methyl-binding domain) qui se fixe sélectivement aux cytosines méthylées. Le recrutement de MeCP2 représente un mécanisme majeur par lequel la méthylation de l’ADN réprime la transcription. Nos données montrent que MeCP2 interagit avec EZH2 in vitro et in vivo et que ces protéines fixent des régions promotrices communes. De plus, le niveau de méthylation des cytosines semble prérequis à la présence d’EZH2. Ce travail suggère que MeCP2 puisse recruter EZH2 à la chromatine et renforcer un état réprimé de la chromatine en agissant comme un pont entre deux modifications épigénétiques essentielles, la méthylation de l’ADN et les proteins Polycomb (Viré et al. soumis).

En conclusion, notre travail de doctorat devrait permettre un meilleure compréhension des mécanismes moléculaires de l’épigénétique et plus particulièrement de cerner comment la méthylation de l’ADN est intimement connectée au remodelage de la chromatine, participe à la répression transcriptionnelle, est spécifiquement ciblée au sein du génome et contribue au développement et à la cancérogenèse.

Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques
info:eu-repo/semantics/nonPublished

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Congras, Annabelle. „Analyse de la méthylation de l'ADN spermatique et développement de cellules pluripotentes induites chez des verrats infertiles porteurs ou non de remaniements chromosomiques“. Toulouse 3, 2014. http://thesesups.ups-tlse.fr/2585/.

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Les problèmes de fertilité s'appliquent à l'homme, touchant une part croissante de la population, et aux espèces d'élevage comme le porc, freinant la diffusion de caractères d'intérêt. Dans ce projet, nous avons étudié deux mécanismes liés à l'infertilité : la dérégulation du profil de méthylation de l'ADN gamétique et les remaniements chromosomiques. Nous avons d'abord constaté que le niveau de méthylation de l'ADN spermatique est conservé entre trois espèces de mammifères au niveau global et local, ainsi qu'entre verrats fertiles et infertiles. Une augmentation de la méthylation dans le locus GNAS a été mise en évidence, ainsi qu'une dérégulation de son expression chez certains animaux infertiles, reliant pour la première fois hyperméthylation de cette région et infertilité chez les mammifères. Nous avons ensuite choisi de produire des lignées de cellules souches pluripotentes induites (iPSCs) par reprogrammation cellulaire de fibroblastes issus d'animaux infertiles porteurs de remaniements chromosomiques, pour étudier ensuite leur différentiation dans la voie germinale. Les lignées obtenues pour un verrat azoospermique t(Y;14) possèdent de nombreuses caractéristiques des cellules pluripotentes : expression de gènes spécifiques, cycle cellulaire modifié, et capacité à évoluer vers l'état naïf dans un milieu de culture adapté. Toutefois, leur capacité de différenciation est faible et elles présentent une instabilité génomique augmentant avec les passages que nous avons associé à la méthode intégrative de reprogrammation. L'utilisation d'une méthode non intégrative a montré que les cellules iPS ainsi obtenues sont plus stables et pourraient constituer un meilleur outil
Fertility issues concern both humans, affecting a growing part of the population, and farm animals including pigs in which they slow down the diffusion of agronomical traits of interest. In this project, we focused on two mechanisms linked to infertility: alterations in gametic DNA methylation and chromosomal rearrangements. We first observed that the methylation level of spermatic DNA is conserved between three mammalian species, both at the global and local level as well as between fertile and infertile boars. A specific increase in DNA methylation in the GNAS locus was identified, as well as a deregulation of its expression in some boars with low quality semen, linking for the first time hypermethylation of this region and male infertility in mammals. We then chose to produce induced pluripotent stem cell lines (iPSCs) derived from fibroblasts of infertile boars carrying chromosomal rearrangements, as a tool for studying their differentiation towards the germ cell lineage. Cell lines derived from an azoospermic t(Y;14) boar harbor several characteristics of pluripotency: expression of specific genes, a cell cycle resembling the one of embryonic stem cells, and an ability to evolve into the naïve state in adapted culture medium. However they revealed a poor differentiation potential and a genomic instability increasing with passaging that we associated with the use a an integrative reprogramming technique. The use of a non-integrative technique demonstrated that the cell lines obtained with this method did not harbor this instability. Their preliminary characterization may be predictive of production of more stable cell lines gathering more characters of pluripotency

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Walton, Emma. „Study of the regulation and dynamic expression of targets of the DNA methyltransferase 3B in health and disease“. Paris 7, 2013. http://www.theses.fr/2013PA077132.

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La méthylation de l'ADN est une marque épigénétique essentielle à la vie. Les perturbations des profils de méthylation sont fréquemment décrites dans les maladies humaines. En particulier, des mutations de l'ADN methyltransferase 3B sont observées dans le syndrome ICF et des variants catalytiquement inactifs de l'enzyme sont fréquemment observés dans les cancers. Dans les deux cas, une hypométhylation globale touche surtout les répétitions centromériques associée à l'accumulation de transcrits issus de ces répétitions, à l'expression illégitime des gènes de la lignée germinale, et à une instabilité chromosomique. Ces événements sont de bons candidats pour contribuer à la progression tumorale. Nous avons étudié la relation entre hypométhylation, expression anormale des cibles de DNMT3B et l'émergence des phénotypes cellulaires pathologiques. Notre observation que Dnmt3b reste associé à ses gènes cibles dans les cellules somatiques a suggéré son rôle à la fois dans l'établissement de novo et le maintien de la méthylation de ces gènes. Ces résultats suggèrent un mécanisme qui lie la perturbation de DNMT3B dans le cancer à l'expression illégitime de ces gènes cibles. Nous montrons aussi que certains de ces gènes sont exprimés chez les patients ICF, ce qui constitue une caractéristique moléculaire qui sera utile pour le diagnostic des patients. Par contre, l'hypométhylation des répétitions centromériques ne suffit pas pour promouvoir leur transcription. Nous montrons que le facteur de transcription YY1 est un régulateur de la transcription des centromères, mettant en évidence un mécanisme possible pour la dérégulation de ces transcrits dans les cellules cancéreuses
DNA methylation is a crucial epigenetic mark essential to life. Accordingly, alterations to patterns of DNA methylation frequently occur in human diseases. In the ICF syndrome, mutation in the de novo DNA methyltransferase 3B leads to pathological hypomethylation of centromeric DNA repeats and chromosomal instability. Similar anomalies are observed in cancer, which is often characterised by the aberrant expression of catalytically inactive isoforms of DNMT3B, the abnormal accumulation of centromeric transcripts, and illegitimate expression of germ line genes, many of which are targets of DNMT3B. These events are thought to act as a driving force for tumourgenesis. In this study, we investigated the relationship amongst hypomethylation, the illicit expression of DNMT3B targets, and perturbed cellular phenotypes. Our previous finding that Dnmt3b is bound to its targets in somatic cells suggested an ongoing role for this enzyme in maintenance methylation. We find that for some germ line genes, methylation is assured by Dnmt3b and not the maintenance enzyme Dnmt1. These results suggest a mechanism linking perturbation to DNMT3B in cancer to the illicit expression of germ line genes. We further show that some of these genes are expressed in ICF patients with mutations in DNMT3B, which constitutes a tissue-independent molecular hallmark that will prove useful for diagnosis. At centromeric repeats, hypomethylation creates a favourable context for, but does not necessarily lead to transcription. We imply a role for the transcription factor YY1 as a regulator of centromeric transcription, providing a potential mechanism for the deregulation to centromeric transcripts in cancer

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Kress, Clémence. „Régulation de la mémoire épigénétique : la dynamique de la méthylation de l'ADN et son couplage aux modifications de la chromatine“. Paris 6, 2004. http://www.theses.fr/2004PA066179.

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Dissertationen zum Thema „Méthylation intragénique de l'ADN“

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