Petits ARN, Répression des éléments transposables, Élimination programmée d'ADN, Paramécie

Pour maintenir l'intégrité du génome, l'activité des éléments génétiques mobiles, ou transposons, doit être réprimée. Cette répression implique la voie des petits ARN (sARN). Les sARN associés aux protéines PIWI sont supposés interagir avec des transcrits naissants des transposons dans le noyau, recruter des facteurs additionnels, et permettre le dépôt de modifications d'histones répressives de la chromatine. La spécificité de ce processus est intrinsèquement codée par la séquence des petits ARN, mais les mécanismes moléculaires et les acteurs protéiques qui agissent en aval des protéines Piwi interagissant avec les transcrits naissants sont peu connus. L'unicellulaire cilié, Paramecium tetraurelia, effectue un processus d'élimination programmée d'ADN qui implique une voie de sARN nécessaire à la reconnaissance des séquences à éliminer. A chaque génération sexuelle, le micronoyau (mic) germinal et le macronoyau (MAC) somatique se développent à partir du noyau zygotique. Le développement du MAC nécessite une élimination massive et reproductible d'une large proportion du génome mic et forme ainsi, un génome MAC réduit. L'élimination programmée d'ADN implique une voie de petits ARN, les scan-ARN (scnARN), dont le rôle serait de guider la déposition de modification de l'hétérochromatine sur les régions cibles qui sont ensuite éliminées du génome par un mécanisme d'excision-réparation. Ces scnARN sont produits à partir du génome mic entier pendant la méiose et sont chargés sur les protéines de la famille PIWI, Ptiwi01 et Ptiwi09. Les complexes Ptiwi-scnARN sont ensuite transportés vers le MAC maternel et une sous-population des scnARN, celle correspondant aux séquences spécifiques au génome du mic, serait sélectionnée. Ces scnARN sélectionnés guideraient, par homologie de séquence, la déposition des modifications post-traductionnelles d'histone (H3K9me3 et H3K27me3) par le Polycomb Repressive Complex 2 (PRC2) sur les séquences à éliminer, dans les nouveaux MAC en développement. La machinerie responsable de l'introduction de clivages dans l'ADN et de la réparation de l'ADN endommagé ciblerait ensuite la chromatine modifiée. Le mécanisme de sélection des scnARN, étape clé du processus d'élimination, reste mal connu. Au cours de mon travail de thèse, j'ai identifié deux nouvelles protéines essentielles impliquées dans la sélection des scnARN. Ces deux protéines interagissent avec Ptiwi09 dans le MAC maternel et sont importantes pour l'association de H3K9me3 et H3K27me3 au niveau des transposons et l'élimination d'ADN dans les MAC en développement. L'une de ces protéines est localisée exclusivement dans le MAC maternel, où a lieu la sélection des scnARN. De plus, j'ai montré qu'elle contrôle les niveaux de la protéine Ptiwi09 et des scnRNA. Nous proposons que ces protéines permettent la dégradation sélective des protéines Ptiwi09 et des scnARN associés, conduisant ainsi à la sélection spécifique des scnARN des transposons qui seront éliminés du génome.