Résumé
Les protéines du groupe Polycomb (PcG) ont initialement été identifiées chez la drosophile comme répresseurs transcriptionnels des gènes homéotiques. Aujourd’hui, nous savons que ces protéines jouent un rôle bien plus large puisqu’elles régulent des gènes dont les produits sont impliqués dans de nombreux processus biologiques (régulation des gènes HOX, maintien de la plasticité des cellules souches, la différenciation cellulaire, l’inactivation du chromosome X, la régulation des gènes soumis à empreintes). Leur dérégulation est source de nombreux cancers chez l’homme. Hautement conservées, elles forment deux principaux complexes : PRC 1 et 2 (Polycomb repressive complex 1 and 2), dont l’activité est respectivement reflétée par la mono-ubiquitinylation de la lysine 118 l’histone H2A (H2AK118Ub) et la tri-méthylation de la lysine 27 de l’histone H3 (H3K27me3). Chez la Drosophile, les sites de fixation de ces complexes sont appelés PRE (Polycomb Responsive Elements) où ils sont recrutés via des facteurs de transcription (FT).La complexité du recrutement des complexes du PcG, chez la Drosophile comme chez les mammifères, est visible à différents niveaux : au niveau de la séquence même de leurs sites de fixations, au niveau des facteurs de transcription qui les recrutent, au niveau de l’interface entre les deux complexes PRC1 et PRC2 et enfin au niveau global, part le présence de ces complexes au niveau de sites transcriptionnellement actifs. L’ensemble de ces résultats démontre clairement la nature hétérogène des PRE. Ces derniers diffèrent non seulement par leur séquence, mais également par les FT qui les recrutent et enfin par la manière dont les complexes PcG sont recrutés (PRC2 recrute PRC1 ou le contraire). Mon projet de thèse s’est donc dessiné autour d’une hypothèse : il existe différentes classes de PRE chez la Drosophile. Mon travail a donc consisté à définir ces différentes classes et à les caractériser pour en déduire des rôles spécifiques à l’échelle génomique. En effet, l’implication des complexes du PcG dans l’apparition de cancer chez l’Homme requière que l’on comprenne comment ces protéines sont recrutées à la chromatine.Mes travaux de thèse ont permis d’identifier six classes différentes de sites de fixation aux protéines du PcG. Nous avons retrouvé une classe correspondant aux sites de fixations canoniques fixés par les protéines du PcG et présents au sein de larges domaines répressifs marqués par H3K27me3. Une seconde classe correspond à des éléments de régulation marqués par un état de pause transcriptionnelle. De façon surprenante, nous avons démontré qu’une grande partie des sites de fixation des complexes du PcG était localisée au niveau de régions transcriptionnellement actives. Ces classes de PRE diffèrent en particulier en éléments génomiques qui les composent. Deux classes correspondent à des enhancers développementaux. Une classe correspond à des promoteurs actifs pouvant réguler des gènes de ménage. Enfin, une dernière classe correspond à des bordures de TAD. Les sites actifs et réprimés fixés par le PcG fixent également des combinaisons différentes de FT. Des analyses in vivo associées à un transcriptome réalisé à partir de cellules mutantes pour une protéine du PcG révèlent que les complexes du PcG jouent également un rôle de répresseur transcriptionnel au niveau des sites actifs. L’ensemble de ces résultats suggère une hétérogénéité inattendue des sites de fixation des complexes du PcG et permettra de mieux comprendre les caractéristiques liées à ces protéines dont la dérégulation mène à l’apparition de cancers chez l’Homme marqués par leur agressivité.