Résumé
La division asymétrique est un processus clef dans la différenciation cellulaire ainsi que dans la maintenance des cellules souches. Les cellules filles issues de la division cellulaire reçoivent un panel d’informations épigénétiques différents régissant alors leur devenir cellulaire spécifique. Ainsi, l’une des cellules recevra des instructions épigénétiques codant pour le programme transcriptionnel d’une cellule souche permettant la préservation de la lignée de cellules souches tandis que la seconde cellule recevra un autre ensemble d’instructions qui modifieront le programme transcriptionnel en faveur de sa différenciation en un type cellulaire spécifique. La chromatine ainsi que ses protéines associées jouent un rôle important dans la régulation de la transcription et sont considérées depuis longtemps comme impliquées dans l’hérédité épigénétique des états et niveaux d’expression des gènes qui définissent les phénotypes cellulaires bien qu’aucune étude ne démontre précisément et expérimentalement ces faits. Bien que la littérature leurs accorde un rôle important dans ces régulations, la distribution des composants chromatiniens lors de la division, notamment asymétrique, n’est que peu étudiée. En utilisant la levure bourgeonnante Saccharomyces cerevisiae comme modèle eucaryote dont la division est asymétrique, nous avons développé dans mon laboratoire une méthode basée sur la microscopie qui nous permet de suivre l’hérédité des protéines lors de la division cellulaire (méthode TrIPP : Track the Inheritance Pattern of Proteins). Grâce à cette méthode, nous avons pu montrer que les protéines de la chromatine peuvent être héritées asymétriquement. Nous démontrons notamment que seules les anciennes protéines Tup1p synthétisées en début de cycle cellulaire ou héritées de la précédente division sont retenues dans la cellule mère. Nous montrons également des résultats suggérant la possibilité que la rétention des anciennes protéines par la cellule mère puisse être un phénomène général. Cette rétention des vieilles protéines pourrait être impliquée dans les phénomènes de vieillissement des cellules qui accumuleraient ces facteurs plus anciens et probablement moins fonctionnels. De plus, grâce à cette méthode, nous avons montré que les cellules filles reçoivent un excès de 5 à 10% de nouvelles histones par rapport à la cellule mère, ceci suggère que les chromatides sœurs portant un excès de nouvelles histones sont ségrégées préférentiellement vers la cellule fille. La suite de ma thèse s’est concentrée sur le facteur de transcription Tup1p impliqué notamment dans la régulation des gènes métaboliques du galactose. J’ai donc ainsi étudié si la rétention maternelle de la protéine était impliquée dans la régulation des gènes métaboliques du galactose et notamment dans la mémoire métabolique de réactivation des gènes GAL. J’ai, de façon surprenante, montré que Tup1p ne semble pas impliqué dans la mémoire métabolique du Galactose contredisant ainsi des études publiées. En conclusion, l’étude de la ségrégation de ~30 protéines associées à la chromatine durant la division asymétrique de la levure montre que ce processus qui serait à priori stochastique est en fait hautement régulé. Mes résultats suggérant que la rétention des vieilles protéines dans la cellule mère dès le début de sa vie réplicative est potentiellement systématique, ouvrent la voie vers de nouvelles études qui devraient améliorer la compréhension des mécanismes moléculaires responsables du vieillissement cellulaire et d’autres transformations phénotypiques épigénétiquement régulées.